Весной 1723 года по указу императора Петра I на берегах реки Исеть развернулось строительство крупнейшего в России железоделательного завода. Датой рождения города стал день 7 (18) ноября 1723 года, когда в цехах был осуществлен пробный пуск кричных бо́евых молотов. Строительство завода началось по инициативе В. Н. Татищева, однако в дальнейшем он натолкнулся на противодействие промышленника Н. Д. Демидова. Татищева поддержал Г. В. де Геннин, по инициативе которого завод-крепость нарекли Екатеринбургом в честь святой Екатерины, покровительницы императрицы Екатерины I, жены Петра I.
Екатеринбург возводился как столица горнозаводского края, раскинувшегося на громадной территории по обе стороны Уральского хребта, в двух частях света — Европе и Азии. Сам Екатеринбургский завод в первые годы работы превосходил по технологической оснащенности все иные металлургические предприятия не только страны, но и мира.
Екатерина II в 1781 даровала Екатеринбургу статус уездного города Пермской губернии, что отражено в историческом гербе Екатеринбурга. Во время правления Екатерины II через молодой город проложили главную дорогу Российской империи — Большой Сибирский тракт. Таким образом, Екатеринбург, в числе других пермских городов, стал городом-ключом к бескрайней и богатой Сибири, «окном в Азию», подобно тому, как Петербург был российским «окном в Европу». В 1807 роль столицы горнозаводского края была подтверждена присвоением Екатеринбургу статуса единственного в России «горного города». Открытие в начале XIX века в окрестностях Екатеринбурга (ныне город Берёзовский) богатых россыпных месторождений золота также дало мощный импульс развитию города.
С конца XIX — начала XX вв. Екатеринбург — один из центров революционного движения на Урале. 26 октября (8 ноября) 1917 в городе была установлена советская власть. Бывший российский император Николай II, с семьей расстреляны в городе в июле 1918, в Доме Ипатьева (сейчас на этом месте построен Храм-на-Крови) за несколько дней до занятия города чехословацкими и белогвардейскими войсками 25 июля 1918 года. 13 августа в Екатеринбурге было сформировано Уральское временное правительство, просуществовавшее до ноября 1918 года. В июле 1919 город был снова взят силами Красной армии.
С 1919 — центр Екатеринбургской губернии, в 1923—1934 — Уральской области. 14 октября 1924 года Екатеринбургский горсовет вынес решение о переименовании города в Свердловск в честь Якова Свердлова, деятеля Коммунистической партии и Советского государства.
В советские годы из провинциального уездного городка Пермской губернии город превратился в мощный индустриальный центр страны. Среди российских городов он входил в пятерку, а по ряду показателей в тройку наиболее развитых. В 1930-е годы в городе началось масштабное строительство машиностроительных и металлургических заводов-гигантов.
Город внес огромный вклад в Победу Советского Союза в Великой Отечественной войне. В Свердловске сформирована 22-я армия, несколько дивизий, ряд других частей и соединений, в том числе легендарный Уральский добровольческий танковый корпус.
В послевоенные годы вступили в строй новые промышленные и сельскохозяйственные предприятия, началось массовое жилищное строительство, коренным образом меняется тепло- и газоснабжение, в 1980 началось строительство метро.
Весной 1979 произошла Эпидемия сибирской язвы в Свердловске, 4 октября 1988 - взрыв на станции Свердловск-Сортировочный.
4 сентября 1991 городу возвращено имя Екатеринбург.
Перестройка и переход к рыночной экономике в конце 1980-х — начале 1990-х негативно отразились во многих сферах жизни города.
В 2000-е годы в Екатеринбурге началось активное развитие торговли, бизнеса, туризма. В 2003 в Екатеринбурге прошли переговоры президента России В.Путина и канцлера ФРГ Г.Шредера. C 15 по 17 июня 2009 года в Екатеринбурге проходили саммиты ШОС и БРИК, что серьёзно повлияло на экономическую, культурную и туристическую ситуацию в городе.
