Екатеринбург основан как завод-крепость в 1723 году, в период промышленного освоения Урала и Сибири. Строительство завода осуществлялось под непосредственным руководством двух государственных деятелей: историка, географа Василия Никитича Татищева и генерал-лейтенанта, специалиста в области горного дела и металлургического производства Георга Вильгельма де Геннина. Завод-крепость был назван Екатеринбургом в честь покровительницы горного дела святой великомученицы Екатерины Александрийской и императрицы Екатерины I. Датой основания города считается 7 (18) ноября 1723 года, когда на заводе был осуществлен пробный пуск ковочных молотов.
Город развивался быстрыми темпами. В 1734 году Екатеринбург стал административным центром горной промышленности Урала и Сибири в связи с его ведущими позициями в производстве чугуна и меди, литье пушек и ядер, изготовлении холодного оружия. В 1735 году в Екатеринбурге разворачивает свою деятельность Монетный двор, производивший до 80% медной монеты в России.
В 1763 году через Екатеринбург был проложен Сибирский тракт главная дорога Российской империи, соединившая европейскую и азиатскую части страны. К западу от Екатеринбурга дорога называлась Московским трактом, к востоку Большим Сибирским трактом, соединившим европейскую и азиатскую части Российской империи.
С начала XIX века промышленность Екатеринбурга начала развиваться в новом направлении машиностроении. В 1805 году на базе Монетного двора была образована Екатеринбургская казенная механическая фабрика.
В период с 1878 по 1888 годы Уральская горнозаводская железная дорога соединила Екатеринбург с Пермью, Тюменью и Челябинском. Строительство сети железных дорог оказало существенное влияние на развитие экономики города. В это время открываются крупные кредитно-финансовые учреждения: Сибирский торговый и Волжско-Камский банки, отделения Русского внешнеторгового и Русско-Азиатского банков. Население города с 1897 по 1917 годы выросло с 42,2 до 71,5 тыс. человек. Екатеринбург становится крупным промышленным центром страны.
Тенденции развития экономики и промышленности города создали необходимые предпосылки для проведения в Екатеринбурге в 1887 году первой Урало-Сибирской научно-промышленной выставки, на которой были объединены научная и промышленная экспозиции. За три месяца выставку посетили более 80 тыс. человек.
К началу XX века в Екатеринбурге (без пригородов) насчитывалось 49 промышленных предприятий и более 300 кустарных заведений и мастерских.
После революции в октябре 1917 года в городе установилась советская власть. В апреле 1918 года российского императора Николая II с семьей перевезли в Екатеринбург и в июле 1918 года расстреляли. В 2003 году на месте расстрела царской семьи построен Храм-на-Крови.
В январе 1919 года была учреждена Екатеринбургская губерния, а в 1923 году Екатеринбург стал административным центром Уральской области, объединившей Екатеринбургскую, Пермскую, Тюменскую и Челябинскую губернии. По своим размерам это территориальное образование превосходило современный Уральский федеральный округ. В 1924 году Екатеринбург был переименован в Свердловск в честь председателя Всероссийского Центрального Исполнительного Комитета (ВЦИК) Свердлова Я.М.
Город становится научно-образовательным центром. В 1920 году основан Уральский государственный университет, факультеты которого в дальнейшем были преобразованы в отдельные крупные высшие учебные заведения. В 1932 году открылся Уральский филиал Академии наук СССР, функционировало 27 отраслевых научно-исследовательских институтов.
В 1930 году в Свердловске создан военный аэродром Кольцово, который в 1943 году преобразован в аэропорт для осуществления гражданских авиаперевозок (с 1993 года имеет статус международного аэропорта).
В 1930-е годы произошла масштабная реконструкция предприятий города, были построены новые заводы: Уральский завод тяжелого машиностроения (1933 год), Уралэлектромашина (1934 год), преобразованный в Уральский турбомоторный завод (1939 год), и другие. К началу 1940-х годов в городе действовало 85 государственных предприятий союзного и республиканского значения, 40% от объема всей производимой продукции приходилось на машиностроение и металлообработку.
В период Великой Отечественной войны 1941 - 1945 годов в Свердловск эвакуировано более 50 крупных предприятий, на базе которых были созданы новые и расширены уже имеющиеся заводы, выпускающие военную продукцию.
В послевоенные годы Свердловск стал одним из центров восстановления промышленности страны. В экономике города продолжали преобладать машиностроение и металлообработка, стали развиваться предприятия пищевой и строительной промышленности.