В период Киевской Руси по территории будущего Днепродзержинска проходили важные торговые пути из варяг в греки. Важную роль в образовании города сыграло украинское казачество: по преданию, сёла Романково и Каменское, на месте которых расположен Днепродзержинск, основаны запорожскими казаками. Первое письменное упоминание о селе Каменском датировано 1750 годом.
Строительство (1887—1889) польскими, бельгийскими и французскими акционерами Днепровского металлургического завода на землях села Каменского, выкупленных у сельского товарищества, привело к быстрому росту села. В конце XIX — начале XX века выросли поселения для служащих и рабочих завода — Верхняя и Нижняя колонии. С июня 1917 года решением Временного правительства селу Каменскому присваивается статус города.
1 февраля 1936 года г. Каменской был переименован в г. Днепродзержинск. В годы индустриализации (30-40 г.г.) в Днепродзержинске были построены вагоностроительный, коксохимический, котельно-сварочный, азотно-минеральный, цементный и бетонный заводы, швейная фабрика и ряд других предприятий.
Великая Отечественная война стала тяжелым испытанием для города. Около 18 тысяч днепродзержинцев воевали на фронтах. Около 11 тысяч полегло на поле боя. В годы немецкой оккупации города, которая продолжалась 26 месяцев, фашистами было расстреляно 1069 днепродзержинцев, 2999 человек были вывезены на принудительные работы в Германию. 25 октября 1943 года город был освобожден советскими войсками и уже на 26-й день после этого была проведена первая плавка на Днепровском металлургическом комбинате. Полное восстановление города было завершено в 1950 году.
В послевоенное время промышленный комплекс города пополнялся новыми заводами. Введена в эксплуатацию Днепродзержинская ГЭС.