Первые поселения в районе Горловки появились в начале XVIII века, тогда запорожскими казаками и беглыми крестьянами были основаны хутора вдоль рек Корсунь, Железная и Кодыма.

В 1754 году сформировалось село Государев Байрак (ныне — территория города). В 1776 году зимовники и хутора в балке Сухой Яр и в урочище Жёваный Лес слились в слободу Зайцево, южную часть которой назвали Никитовка, в честь одного из её жителей — Никиты Девятилова. В 1795 году в селе Государев Байрак и слободе Зайцево (оба — в черте современной Горловки) насчитывалось 6 514 человек, в слободе Железная в 1884 году — 3 529 жителей. В 1800-1805 годах образовываются хутора Щербиновский, Нелеповский. Возникает слобода Железная, которую заселяют преимущественно переселенцы из Харьковской губернии. В начале XIX века тут были открыты залежи угля и, как следствие, появились мелкие шахты.

В 1867 году, с началом строительства Курско-Харьковско-Азовской железной дороги, был основан рабочий посёлок, названный в честь горного инженера Петра Николаевича Горлова — Горловкой. Одновременно началась промышленная добыча угля. В 1871-1874 годах был построен рудник «Корсунская копь 1» (впоследствии шахта «Кочегарка»). Это было крупнейшее предприятие угольной промышленности Донбасса того времени: в 1879 году там работало больше тысячи человек, было добыто около 80 тысяч тонн угля.

В это же время активно строились и другие предприятия —машиностроительный, алебастровый, кирпичный, цементный заводы, которые расширяли границы Горловки своими рабочими посёлками.

В 1879 году возле Горловки было открыто месторождение киновари, а к 1886 году появилась шахта по добыче киновари и завод по производству ртути, давший первую в России ртуть.

В 1895 году началось строительство машиностроительного завода для производства шахтного и металлургического оборудования. В это же время инженером Николаем Николаевичем Глебовым был возведен завод по обжигу доломита. Вокруг него появился поселок Гольма.

Горловка становится большим горнозаводским центром, принадлежащим Южно-Русскому горнопромышленному обществу.

В 1913 г. в Горловке работали 50 предприятий с общей численностью занятых 13 тысяч человек. Население Горловки составляло более 30 тысяч человек. Имелись 3 больницы на 80 коек, 2 церковноприходских, 4 заводских и 10 двухклассных земских школ, штейгерская школа, которая готовила штейгеров, маркшейдеров и машинистов подъёма, а также клуб-театр и кинотеатр.

После Октябрьской революции 1917 года крупные предприятия Горловки были национализированы, основное внимание уделялось восстановлению предприятий, разрушенных во время гражданской войны.

С конца 20-х годов ХХ века начинается интенсивное развитие угольной отрасли: открываются новые шахты, активизируется массовое социалистическое соревнование за ударный труд.

В 1925 г. из шахтных и заводских посёлков был создан районный центр Горловка с населением 27 тысяч чел. 4 апреля 1932 года Горловка получила статус города и стала городом областного подчинения.

Осенью 1932 г. ЦК ВКП(б) принимает решение о переводе областного центра Донбасса в Горловку. В осуществление этого решения в октябре 1932 г. зам.председателя СНК УССР Дудниковым и секретарем ЦК КП(б)У по Донбассу и Донбассобкома Акуловым в Совет Труда и Обороны Союза ССР был представлен план жилищного, коммунального и культурно-бытового строительства, необходимого для размещения в 1933 г. областных учреждений в г.Горловке. Были предложены к утверждению титульные списки строительства, проектирования и организации строительства, ориентировочной стоимостью 38.148 тысяч рублей; составлены списки оборудования, транспорта, стройматериалов, необходимых для строительства. Предполагался рост населения города на 15-20 тысяч человек.

Отведенная для строительства нового областного центра территория представляла собой плато с незначительным уклоном, местность по своим санитарно-гигиеническим, топографическим и геологическим условиям была признана весьма удобной для строительства. Будущий город получил название Новая Горловка (в некоторых документах Ново-Горловка). Строительство Новой Горловки было выделено в число ударных строек и признано строительством союзного значения. Но всем этим планам не суждено было реализоваться. Уже в конце мая 1933 г. строительство областного центра в Горловке прекращается. До конца не ясны причины прекращения стройки в Новой Горловке. В документах находят отражение только факты прекращения строительства и перераспределения ассигнований. Очевидно, что решение строительства в Горловке областного центра Донбасса было непродуманным, плохо организованным, требовало огромных финансовых затрат. Сложные экономические и политические процессы в стране в начале 30-х годов, видимо, не позволили развернуть строительство на полную мощность и власти нашли целесообразным оставить центр области в Сталино.

В 1933 году в Горловке заработал азотно-туковый завод имени Серго Орджоникидзе. К 1940 году в городе работали 10 заводов, а также 13 шахт с общей годовой добычей более 7 млн. тонн угля.

Значительно меняется социально-культурный облик Горловки. Методом народной стройки была построена первая восьмикилометровая трамвайная линия и стадион, появилось автобусное сообщение. В 1934 году в Горловке открылся городской аэроклуб. Семь спортивных обществ объединили более 20 тысяч спортсменов.

Накануне Великой Отечественной войны население Горловки составляло 181 тысячу человек. Были сооружены новый водопровод и канализация, типография, фабрика-кухня, почтамт, универмаг, две бани, гостиница, стадион. Население обслуживали 6 больниц, 3 родильных дома, детский санаторий, 3 станции скорой помощи, 54 детских сада, 68 школ, 22 Дворца культуры и клуба, 25 библиотек. В начале 30-х годов открылись медрабфак, рабфак искусств, фабрично-заводское училище общественного питания, отделения Высших инженерно-технических курсов и Пром-академии, школа животноводов и огородников.

Мирная жизнь горловчан была прервана Великой Отечественной войной. Основные предприятия Горловки перестроили свою работу на военный лад. Как никогда нужен был уголь, и шахтеры работали и за себя, и за товарищей, ушедших на фронт. В конце октября, когда возникла непосредственная угроза Донбассу, оборудование промышленных предприятий было эвакуировано в Кемеровскую и Челябинскую области, в Киргизию и Узбекистан.

С 29 октября 1941 года по 5 сентября 1943 года Горловка находилась в оккупации итальянскими частями, союзниками фашистской Германии. На фронтах Великой Отечественной войны отличилось много горловчан. 23 из них удостоены звания Героя Советского Союза, 8 воинов стали полными кавалерами орденов Славы. В их честь названы улицы города.

Сразу после освобождения Горловки от немецко-фашистских захватчиков началось ее восстановление. Далеко за пределами Донбасса была известна бригада девушек шахты -19-20, которая бросила клич: «Девушки и женщины, в забой!». 

В послевоенные пятилетки полностью было восстановлено всё жилье, коммунальное хозяйство, школы и дошкольные учреждения, объекты культуры и здравоохранения.Горловка росла, строилась, вводились в эксплуатацию новые шахты, заводы, предприятия. Появились новые микрорайоны: Солнечный, Строителей, Восточный, Комсомольский.

24 сентября 1968 года город был награжден Почетной Грамотой Президиума Верховного Совета Украинской ССР за успехи в хозяйственном и культурном строительстве, развитии угольной промышленности, а также в связи с его 100-летием.В 1982 году Центральным Комитетом КПСС, Советом Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ город был награжден переходящим Красным Знаменем как победитель Всесоюзного социалистического соревнования за достойную встречу 60-летия СССР, успешное выполнение годового плана экономического и социального развития.

В 1983 году Центральным Комитетом КПСС, Советом Министров СССР, ВЦСПС и ЦК ВЛКСМ город был награжден переходящим Красным Знаменем как победитель во Всесоюзном социалистическом соревновании, за успешное выполнение плана экономического и социального развития за 1983 год.

В новейшей истории Донбасса Горловка сыграла важную роль в становлении и формировании Донецкой Народной Республики. За свою независимость от фашиствующей киевской власти и исторические ценности Горловка заплатила высокую цену: сотни погибших мирных жителей, десятки тысяч горловчан вынужденно покинули город. В результате боевых действий серьезно пострадала промышленность и инфраструктура города.

Но каждый житель города уверен — Горловка жива, живет и будет жить.