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 осуществлён 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 императрицы Екатерины I, супруги 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 оснащённости 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 середине XVIII века в окрестностях Екатеринбурга (ныне город Берёзовский) богатых россыпных месторождений золота также дало мощный импульс развитию города.
С конца XIX — начала XX века Екатеринбург — один из центров революционного движения на Урале. 26 октября (8 ноября) 1917 года в городе была установлена советская власть. Бывший российский император Николай II с семьёй расстреляны в городе в июле 1918 года, 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, когда оно признало верховную власть Всероссийского правительства адмирала А. В. Колчака. В июле 1919 года город был снова взят силами Красной армии.
В советские годы из провинциального уездного городка Пермской губернии город превратился в мощный индустриальный центр страны. Среди российских городов он входил в пятёрку, а по ряду показателей в тройку наиболее развитых. В 1930-е годы в городе началось масштабное строительство машиностроительных и металлургических заводов-гигантов.
Город внёс огромный вклад в Победу Советского Союза в Великой Отечественной войне.
