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. Для укрепления границ Российской империи царское правительство формирует во второй половине XVIII века славяно-сербские поселенческие полки, в состав которых входят сербы, хорваты, словенцы, сбежавшие от австрийского угнетения, а также украинские и русские крестьяне и казаки. Полки делились на роты, которые основали отдельные поселения на территории современной Горловки.

В 1754 году возникает село Государев Байрак (теперь - 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. Заселяют её преимущественно переселенцы из Харьковской губернии. В начале XIX века тут были открыты залежи угля, появились крестьянские мелкие шахты.

С началом строительства Курско-Харьковско-Азовской железной дороги в 1867 г. основан рабочий посёлок, названный в честь горного инженера П. Н. Горлова - Горловкой. Одновременно началась промышленная добыча угля. В 1871-1874 гг. построен рудник «Корсунская копь 1» (впоследствии шахта «Кочегарка»), состоявший из двух шахт. Это было крупнейшее на то время предприятие угольной промышленности Донбасса. В 1879 г. на нём работало больше тысячи человек, было добыто около 80 тыс. тонн угля.

В 1868-1869 годах на землях сел Железное и Зайцевое прошла линия Курско-Харьковско-Азовской железной дороги. Строитель дороги С.С. Поляков обязался построить железолитейный завод, рудники и прииски вдоль дороги, для чего был приглашен инженер П.М. Горлов. Он усовершенствовал добычу угля на двух шахтах, находившихся вдоль трассы железной дороги, а в 1871-1873 годах построил шахту «Корсунская копь №1» (в будущем шахта «Кочегарка»), которая по техническому оснащению и организацией горных работ была одной из лучших в Донбассе. В честь Петра Николаевича Горлова и был назван город.

Вокруг Горловки строились другие предприятия (машиностроительный, алебастровый, кирпичный, цементный заводы) со своими посёлками, которые постепенно сливались.

В 1879 г. возле Горловки открыто месторождение киновари, к 1886 г. 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 Н.Н.Глебовым был возведен завод по обжигу доломита. Вокруг него появился поселок Гольма.

Горловка становится большим горнозаводским центром, принадлежащим обществу Южно-Русской каменноугольной промышленности.

В 1913 г. в Горловке работали 50 предприятий с общей численностью занятых 13 тыс. чел. Население Горловки, имевшей статус заштатного города, составляло более 30 тыс. чел. В центре стояли дома владельцев предприятий и инженерно-технических работников, несколько десятков казарм и типовые трехоконные домики, размещённые на 18 линиях по 70 домов. Около 10 тыс. рабочих проживали в полуземлянках, сараях и летних кухнях. Имелись 3 больницы на 80 коек, 2 церковноприходских, 4 заводских и 10 двухклассных земских школ, штейгерская школа (готовила штейгеров, маркшейдеров и машинистов подъёма), клубтеатр, 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 тыс. чел. 4 апреля 1932 года Горловка получила статус города и стала городом областного подчинения.

В конце 20-х начале 30-х гг. в Горловке велось крупное промышленное строительство. В 1933 г. начали действовать азотно-туковый завод им. Серго Орджоникидзе, крупнейший в мире цех по производству врубовых машин (3 тыс. штук в год) на машиностроительном заводе. К 1940 г. в городе работали 10 заводов, 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 тыс. спортсменов.

Накануне Великой Отечественной войны население Горловки составляло 181 тыс. чел. 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 гг. 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 горловские шахтеры горячо подхватили инициативу - работать 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!» И пошел горловский уголек, нарубленный хрупкими женскими руками, в помощь восстановлению разрушенного хозяйства. За послевоенные пятилетки полностью было восстановлено все 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 и 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 во Всесоюзном социалистическом соревновании 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.

Во время кризиса 2014 г. в восточных областях Украины Горловка становится одним из центров Донецкой народной республики.

На фоне событий Русской весны 1 марта 2014 года пророссийский митинг собрал в городе 5 тысяч человек. 14 апреля жители города заняли мэрию и подняли флаги России и Донецкой республики. 30 апреля город перешел под контроль жителей Донбасса. Украинская армия не прекращает попытки захватить города Горловка, нанося по городу удары системами залпового огня, авиацией и артиллерией. Ситуация в городе частично стабилизировалась после поражения украинской армии под Дебальцево.

За свою независимость от фашиствующей киевской власти и истерические ценности Горловка заплатила высокую цену. Сотни погибших мирных жителей, десятки тысяч горловчан были вынуждены покинуть город. В результате боевых действий значительно пострадала инфраструктура и промышленность города.

Каждый житель города знает и верит - Горловка жива, живет и будет жить.