Il progetto Cairo nacque ad opera di Keith Packard e Carl Worth in ambiente X. Il suo nome originario era Xr o Xr/Xc, cambiato successivamente per enfatizzare il fatto che la libreria fosse multipiattaforma. Il nome "cairo" fu derivato dal nome originario Xr, simile alle lettere greche χ (chi) e ρ (rho)[2].
Il progetto Mono fa uso di Cairo sin dalla sua ideazione per implementare GDI+ (libgdiplus) e le classi nel namespace System.Drawing.
La versione 1.8 di Gecko, il layout engine di Mozilla Firefox e dei progetti simili, fa uso di Cairo per disegnare i contenuti SVG e <canvas>. Dalla versione 1.9 (su cui si basa la versione 3 di Mozilla Firefox) Gecko fa uso di Cairo per disegnare l'intero contenuto delle pagine.
GTK+, a partire dalla versione 2.8 (distribuita il 13 agosto 2005), fa uso di Cairo[3] per disegnare la quasi totalità degli elementi di interfaccia.