Waldau wurde 1130 als Rodung des Klosters St. Peter besiedelt. Aus einem Meierhof des Klosters gingen 10 Bauernhöfe hervor, die von 1512 bis 1808 die Vogtei Waldau bildeten. Seit 1411 stand in Waldau eine Kapelle zu Ehren des hl. Nikolaus. 1726 wurde die heutige Kirche gebaut, die bei einem Umbau 1881 einen neugotischen Turm erhielt. Durch die Lage an der Passstraße, die vom Breisgau in das Schwabenland führt, hatte Waldau im Dreißigjährigen Krieg und in den folgenden Kriegen von 1672 bis 1813 zwischen Frankreich und Österreich sehr zu leiden. Von 1426 bis 1680 stand beim heutigen Glashof in Waldau eine Glashütte, die den Bedarf des Klosters St. Peter zu decken hatte. Da der große Holzverbrauch für die Schmelzöfen die Wälder lichtete, wurde die Glashütte 1683 in den St. Märgener Ortsteil Glashütte verlegt.

Waldau ist nachweisbar die Geburtsstätte der Schwarzwälder Uhr. 1667 fertigten die Brüder Georg und Mathias Kreutz auf dem Glashof in Waldau die erste Schwarzwalduhr, eine sogenannte Waaguhr, ganz aus Holz. Um 1790 arbeiteten in Waldau 11 Uhrenmeister und 17 Uhrenhändler. Im Jahr 1810 waren es 66 Uhrenmacher und -händler, 1850 waren es 26 selbstständige Uhrenmeister. Die Bauernsöhne trugen die Uhren durch ganz Europa. Eine Kunstuhr des Meisters Mathias Hummel wurde der russischen Zarin Katharina übergeben und öffnete Russland für den Uhrenhandel.