בשנת 1927 הקימה במקום קבוצת יהודים חרדים מירושלים את היישוב חקלאי 'מגדל עדר'. כעבור שנתיים, במאורעות 1929 היישוב חרב. בשנת 1934 רכשה חברת 'אל ההר' שטחי קרקע נוספים באזור. בשנת 1935 הפרדסן שמואל צבי הולצמן הקים במקום משק חקלאי בשם 'כפר עציון'. במקום התיישבו אנשי ארגון 'השומר', עולים מכורדיסטאן ופועלים מהמושבות. גם הם נאלצו לנטוש את המקום במאורעות 1936. היישוב נהרס בשנית ואדמותיו הועברו לידי קק"ל.
בשנת 1943 הוחלט ליישב את המקום מחדש במטרה להשפיע על גבולות המדינה העתידית. במקום התיישבה 'קבוצת אברהם' של בוגרי תנועת 'השומר הדתי'. חברי הקבוצה עלו ארצה מפולין, חלקם כמעפילים, והקימו קבוצת הכשרה להתיישבות סמוך לכפר פינס. המתיישבים הצליחו במאמצים גדולים להתמודד עם הקשיים: הבדידות, המחסור במקורות מים ואדמת הטרשים. במקום נחצבו בריכות מים, נבנו טראסות, ניטעו מטעים, הוקם משק חי, הוקם בית הבראה, והחלו ההכנות להקמת מפעל תעשייתי ולהפעלת מחצבה. כדי לבסס את ההתיישבות באזור הוקמו בסמוך שלושה קיבוצים נוספים: משואות יצחק, עין צורים ורבדים. יחד היוו היישובים את גוש עציון, ששכן על אם הדרך ירושלים-חברון.
ב-29 בנובמבר 1947 התקבלה באו"ם החלטת החלוקה, על פיה גוש עציון אמור היה להכלל בתחומי המדינה הערבית. למחרת אותו יום החלו השכנים הערבים להתנכל ליישוב היהודי המבודד בגוש עציון. התושבים מצאו עצמם במצור, כשהכביש היחיד למקום עובר באיזורים שבשליטה ערבית. המגינים היו מעטים והציוד הצבאי היה דל. כנגדם ניצבו אלפי ערבים מאורגנים בכנופיות וחמושים בנשק קל ובתחמושת בשפע. תגבורת של הפלמ"ח הגיעה למקום וסייעה בהכנת הגוש למערכה הצפויה. בוצרו עמדות, נתפסו משלטים, המשק והמרחב אורגנו למתחם הגנתי אחד. בחלוף הזמן האספקה והתחמושת הלכו ואזלו. שיירות תגבורת שניסו לפרוץ את המצור הותקפו וסבלו אבדות כבדות.
ב-14בינואר 1948 הותקף גוש עציון על ידי המוני ערבים שהוזעקו מהסביבה. במהלך הקרב הקשה ניסו התוקפים לבתר את גוש עציון אך הונסו. מלאי התחמושת והתרופות אזל והיה חשש מחידוש ההתקפה. לעזרתם נשלחה מחלקה של 35 לוחמים, אנשי פלמ"ח וחי"ש, בפיקודו של דני מס. הלוחמים התגלו על ידי הערבים, ובקרב שנערך נהרגו כולם. הסוכנות הציעה לפנות את גוש עציון אך המתיישבים סירבו. במקום הוכשר מסלול נחיתה למטוסים שאיפשר העברת משלוחים קטנים של אספקה ותחמושת.
בנסיון לסייע להגנה על ירושלים, פגעו אנשי הגוש בתחבורה הערבית בכביש חברון-ירושלים. בתגובה לכך ב-4 במאי 1948 החלה מתקפה על גוש עציון. לאחר קרבות קשים מאוד מול כוחות הלגיון ואנשי הכנופיות, שהסתייעו בתותחים ובמשוריינים, נפל כפר עציון ב-13במאי 1948, ערב הכרזת המדינה. כל המגינים, מלבד שלושה שהצליחו להימלט, נהרגו בקרב או נורו לאחר שנכנעו. יישובי הגוש האחרים נכנעו. המגינים נלקחו בשבי והיישובים נהרסו כליל.
בספטמבר 1967 הוקם מחדש קיבוץ כפר עציון. ראשוני המתיישבים במקום היו בניהם של המתיישבים הוותיקים מגוש עציון. הם התיישבו במחנה צבאי ירדני שהוקם על חורבות כפר עציון והחלו לבנות מחדש את היישוב. מאוחר יותר הצטרפו חברי גרעינים של 'בני עקיבא' מישראל ועולים מארצות הברית, מאירופה ומדרום אפריקה.
במקום 'בית עדות למורשת גוש עציון' המציג את תולדות ההתיישבות באזור.
היישוב נקרא על שמו של שמואל צבי הולצמן (הולץ - עץ בגרמנית), ראש חברת 'אל ההר', שפעלה בשנות ה-30 להקמת גוש יישובים באזור.