En la zona siempre había existido un denso pinar, pero en el siglo XVIII fue talado para construir barcos de guerra sin ser nunca repoblada. La desertificación consecuente impide fijar los sedimentos del río Segura y la arena proveniente del mar, que arrastrados por el viento de levante forman dunas que en 1.896 comienzan a invadir la parte norte del pueblo, amenazando varias viviendas y parte de la huerta.
El 2 de diciembre de 1.897 se aprobaba por Real Orden el Proyecto de Defensa y Repoblación de las Dunas de Guardamar. El ingeniero de montes Francisco Mira y Botella aborda la tarea de fijar las dunas, utilizando el llamado método Bremontier. Comienza por plantar líneas de barrón y juncos, protegiendo el espacio con brozas de pino carrasco, hasta formar empalizadas de 80 cm de alto. A medida que las arenas la van enterrando, se planta una nueva serie, hasta que se forma una contraduna de 4 metros de alto. Entonces se sustituye los cañizos por agaves, que van creciendo al compás de la duna, y se van plantando las vertientes. Con ello se logra detener la arena proveniente del mar.
Una vez logrado esto, debe repoblar las dunas entre Elche y Guardamar. En el proceso se repueblan 700 hectáreas con 600.000 pinos (principalmente pino carrasco), 40.000 palmeras y 5.000 eucaliptos. De las especies herbáceas, se plantan hierba mora, esparceta y pegamoscas, siendo esta última la que proporcionó mejores resultados. Se construyeron 8 km de caminos, 14 km de contradunas, 3 viveros, 3 casas forestales, y almacenes. En todos estos trabajos se invirtieron 647.000 pesetas, cantidad que el ingeniero creyó inferior al valor de los edificios y tierras que se salvaron.
El proceso es visitado por el Director General de Agricultura, Minas y Montes en 1.911 y por Alfonso XIII en 1.923, lo que contribuye a divulgar el éxito de la intervención. En 1.929 se finaliza el proceso dando lugar a la actual masa forestal consolidada al lado del mar. Esta pinada, dividida actualmente en dos parques denominados Parque de Alfonso XIII y Parque Reina Sofía, se extiende entre el centro de la ciudad y las playas de Babilonia y de los Viveros..
Uno de los legados del proceso a la villa es la fiesta del árbol en la que se realizan plantaciones en la pinada desde 1.902. Originariamente reservada a escolares supervisados por el maestro del pueblo, pervive hoy en día con el respaldo del ayuntamiento de Guardamar. Se celebra el 31 de enero de cada año.
En el término municipal de Guardamar del Segura se encuentran varios restos arqueológicos de la Prehistoria e Historia Antigua, como un yacimiento fenicio del s. VIII a. C. y otro íbero donde se descubrió la Dama de Guardamar.
Posiblemente el nombre de Guardamar en época árabe era Almodóvar, siendo los andalusíes quienes fortificaron la población y fundaron, en el año 944, una rábita califal que es considerada una de las más antiguas de España.
A comienzos del siglo XIX un pequeño grupo de liberales al mando de los hermanos Bazán desembarcó y ocupó la villa, proclamando la Constitución de 1.812 con la esperanza frustrada de que toda la Vega Baja se alzase contra Fernando VII.
En 1.829 un importante terremoto causó numerosos muertos, dejó sin techo a más de tres mil personas en toda la comarca y destruyó la villa medieval, lo que obligó a la planificación de un nuevo casco urbano: el nuevo Guardamar se planificó con un criterio de urbanismo neoclásico (calles rectas y perpendiculares orientadas de norte a sur y tres plazas dispuestas simétricamente) y un diseño de viviendas con una finalidad de prevención contra los terremotos (casas bajas con patios amplios). El emplazamiento antiguo fue usado como cantera para la construcción de las nuevas viviendas.
A principios del siglo XX se plantó el pinar de Guardamar para frenar el avance de las dunas y se volvió a ampliar la superficie de regadío del término. La década de los cincuenta saludó los primeros balbuceos del turismo que, con el paso de los años, se ha convertido en el principal motor de crecimiento urbano y demográfico de Guardamar.