Gittersee wurde erstmals 1349 urkundlich erwähnt und war damals im Privatbesitz von den Gebrüdern Nickel und Ulrich von Maltitz. Das Dorf lebte von der Landwirtschaft und ab dem 16. Jahrhundert auch vom Obstanbau. Der Ort wandelte sich ca. 1800 schnell vom Dorf zur Bergarbeitergemeinde, da bei Gittersee ein Steinkohlevorkommen entdeckt wurde. Im Jahre 1837 wurde der Gitterseer Steinkohle-Bauverein gegründet, der drei größere Schachtanlagen betrieb. Zum Abtransport der Kohle im Revier Burk und Gittersee entstand 1857 die „Windbergbahn“, von der heute noch ein Museumsbahnhof in Obergittersee existiert. Der Abbau der Kohle wurde bereits 1861 wieder eingestellt und nach dem zweiten Weltkrieg wieder aufgenommen.

Nach dem zweiten Weltkrieg, bei dem Teile des Ortes zerstört wurden erfolgte die Eingemeindung nach Dresden. Die Bergbauanlagen in Gittersee wurden nach 1990 stillgelegt, vom Bergbau bleiben nur zwei Fördertürme als Denkmal erhalten.