Археологические исследования в Константиновском районе показали, что заселение края началось в эпоху раннего палеолита, 150 000—100 000 лет назад.
Со времён набега крымских татар 1769 года появляется упоминание, что на территории Константиновского района обосновывалось Войско Запорожское.
На территории современной Константиновки в 1812 году помещик Номикосов основал село Сантуриновку, где первоначально поселилось 20 семей. В середине XIX века на унаследованной сыном помещика земле возникло село Константиновка, названное по имени владельца. К 1859 году в нём проживало 29 человек, в Сантуриновке — 280.
Входило в состав Екатеринославской губернии.
Константиновка на дореволюционной открытке. Общий вид.
В 1869 году, с постройкой Курско-Харьковско-Азовской железной дороги, около Константиновки открылась железнодорожная станция. В 1880 году она была соединена с Харьковско-Севастопольской железной дорогой. Превращение Константиновки в железнодорожный узел способствовало промышленному развитию местности.
В 1885 году в Дмитриевском открыли земскую больницу на 20 коек.
В марте 1892 года была введена в строй Константиновская железная дорога.
Становление города и развитие его промышленности происходило благодаря значительному материальному и управленческому вкладу со стороны граждан Бельгии.
11 августа 1895 года подъесаул Дмитрий Константинович Номикосов (внук основателя города Номикосова) получил от бельгийских подданных залог в 6756,75 рублей золотом за 210 десятин земли в пойме реки Кривой Торец, вдоль железной дороги.
1895—1897 — в Сантуриновке бельгийским «Анонимным обществом донецких стекольных и химических заводов» сооружены стекольный и химический заводы.
Константиновка на дореволюционной открытке. Вид стекольного завода.
1897 — начали выпускать продукцию построенные бельгийскими предпринимателями керамический и железопрокатный (металлургический) заводы, а также бутылочный завод. Начал работать завод майоликовых изделий. Общее число занятых на предприятиях составляло 2500 человек. Село Константиновка и пристанционный посёлок стали единым населённым пунктом. К 1897 году в нём проживало 3100 чел.
1899 — построен завод зеркального (полированного) стекла и зеркал.
В июле 1900 года все константиновские заводы охватила всеобщая стихийная забастовка. Волнения, в которых приняли участие более 1000 человек, вспыхнули после того, как бельгийцы избили двоих рабочих. Возмущённые заводчане забросали камнями коттеджи иностранцев. На следующий день стояли все заводы. Состоялся митинг, где рабочие призывали к борьбе с эксплуататорами.
В железнодорожном справочнике за 1902 год отмечается, что посёлок напоминает своей монотонностью бывшие военные поселения.
Константиновка на дореволюционной открытке. Общий вид.
В апреле 1912 года в городе прошла общегородская стачка, которая стала ответом на убийство полицией рабочего бутылочного завода, революционера И. С. Бобылева.
В 1915 году в посёлке были две больницы, начальная школа, училище, частная гимназия.
Рост промышленности положительно отразился на увеличении численности населения поселка и сделал его привлекательным для трудовых мигрантов. Также, население увеличивалось за счёт беженцев из прифронтовых районов страны в годы Первой мировой войны. Если в 1914 году на металлургическом заводе работали 1755 человек, то в октябре 1917 года — уже 2436 человек.
В 1917 году 60 % населения Константиновки не умели читать и писать
2 марта 1917 в Константиновке стало известно о революционных событиях в Петрограде. С отречением имперского царя от власти утратили силу запреты на политическую и общественную деятельность в поселке. Это дало толчок развитию украинского национального движения в рабочей среде. Развитие политического движения в поселке происходило при содействии украинской общественной организации Просвита.
18 — 20 апреля 1918 года Армия УНР и донецкая группа полковника Сикевича, совместно с войском средне-европейских стран (Австро-Венгрия, Болгария, Турция, Германия), изгнали войска Красной Армии и установили в городе власть Украинской Народной Республики.
В апреле же в городе впервые появилась украинская государственная символика — флаг, герб, печать с трезубцем, украинские гривны. Комендантом города стал есаул Значковый.
В ноябре 1918 Константиновка была взята Красной Армией, однако в декабре она перешла к красновцам (подразделению Белого движения). Далее, до 19 февраля 1919 года, Константиновка была прифронтовым городом и более тридцати раз переходила от «красных» к «белым» и обратно.
13 января 1919 года (31 декабря 1918 по старому стилю) — день 13 расстрелянных рабочих бутылочного завода. За то, что население не выдало красных, белогвардейцы собрали на площади у бутылочного завода заводчан и расстреляли каждого десятого.
19 февраля, в результате длительного боя, красноармейцы вытеснили противника, однако в конце мая были вытеснены Белой армией, и до декабря 1919 года посёлок находился под властью белогвардейцев.
В конце декабря 1919 года советские войска Южного фронта при содействии повстанцев вытеснили деникинцев из посёлка.
В январе 1920 года создаётся Константиново-Дружковский район. Первым председателем исполкома стал Г. О. Бондаренко.
В 1920 в Константиновке начал работу первый на Донеччине театр.
В ноябре 1920 по указу СНК УССР национализированы заводы.
7 марта 1923 года в составе Бахмутского округа был создан Константиновский район с центром в селе Константиновка.
В 1925 году построен кожевенный завод (сейчас Константиновский экстрактно-кожевенный комбинат).
28 февраля 1926 года Константиновка была отнесена к разряду посёлков городского типа. Население её составляло 25 000 человек.
В годы ускоренной индустриализации построены цинковый завод (после — «Укрцинк»), сегодня завод не существует, завод огнеупорных изделий, хлебозавод, реконструирован завод «Автостекло» (бывший зеркальный).
В 1930-х годах на константиновских предприятиях были изготовлены рубиновые звёзды Московского Кремля, саркофаг для Мавзолея В. И. Ленина, марблит (цветное стекло) станций Московского метрополитена, хрустальный фонтан для Всемирной выставки в Нью-Йорке.
19 сентября 1930 года основана константиновская горрайонная газета «Знамя индустрии».
В декабре 1930 года начал свою работу 1-й Государственный театр русской драмы Донбасса.
В 1930 году в городе было 16 школ с 7000 учащихся, а уже в 1939 году в 25 школах обучалось более 14000 детей. С 1931 по 1940 год было построено 8 новых школ. В них работало 524 учителя.
В 1931 году от центра к вокзалу проложена трамвайная линия, а в 1940 её протяжённость достигла 10 км.
В 1932 году была создана лётно-планерная школа, реорганизованная затем в аэроклуб. Константиновский аэроклуб подготовил более 1000 лётчиков.
4 апреля 1932 года постановлением Всеукраинского Центрального Исполнительного Комитета за подписью председателя ВЦИК Г. Петровского и секретаря Ю. Войцеховского пгт Константиновка получила статус города областного подчинения.
К 1939 году население его составило 96 тыс. человек, из которых 68 % составляли фабрично-заводские рабочие. Было реконструировано городское хозяйство. Работали производственно-техническое, педагогическое, медицинское училища, стеклокерамический техникум. В 1936 году открыт русский драматический театр им. А. С. Пушкина.
С февраля 1934 года зеркальный завод стал называться «Автостекло».
За 10 лет (1928—1937) площадь зелёных насаждений увеличилась в 14 раз.
К 1940 году неграмотность среди взрослых была почти ликвидирована. Открылись два рабфака. Действовали русский драматический театр имени А. С. Пушкина, два Дворца культуры, 4 клуба, 16 библиотек.
В середине октября 1941 года в районе Константиновки за город развернулись боевые действия Советской армии и Вермахта. Со стороны Советской Армии на подступах к городу воевали бойцы 393-й стрелковой дивизии. 28 октября 1941 года город взяли солдаты Вермахта.
16 января 1942 года было восстановлено школьное обучение. В Константиновке и районе открылись 27 начальных школ и 12 неполных средних. Обучение шло на украинском языке.
Уже через месяц после завоевания города отдельные предприятия начали выполнять заказы Вермахта, что было главной экономической целью действующей власти. Впоследствии часть предприятий начала выпускать продукцию и для местного населения. Некоторые константиновцы саботировали усилия немецкого руководства по наладке производства на предприятиях города. В апреле 1942 года на кожевенном заводе было спущено в канализацию 60 тонн дубителя, а на химическом — 50 тонн кислоты.
1 декабря 1942 года военная немецкая комендатура устранила Директорат, а предприятия подчинила непосредственно себе. Также в этот день в Константиновке начала работать Центральная торговая база, задачей которой было поставлять промышленные товары для населения.
В городе выходили две газеты — «Костянтинівські вісті» и «Відбудова». Их издавала немецкая городская комендатура, которая разместилась в Дворце культуры химиков, а печатала журналы типография комендатуры на Базарной площади. Редактировал обе газеты А. Цымбал.
13 октября 1942 года вышел первый номер новой газеты «Відбудова».
С декабря 1941 по 10 октября 1942 года вышло 70 номеров издания «Костянтинівські вісті».
В ходе Донбасской операции город был завоёван формированием Юго-Западного фронта вооружённых сил СССР:
В ночь на 6 сентября 1943 года 135-я Краснознамённая ордена Кутузова II степени танковая бригада 23-го танкового корпуса под командованием подполковника Безнощенко Михаила Захаровича взяла под контроль СССР Константиновку. Впоследствии эта дата отмечается как день города Константиновки.
Войскам, участвовавшим в освобождении Донбасса, в ходе которого они овладели городами Константиновка, Артёмовск, Горловка, Дебальцево, Енакиево, Иловайск, Красноармейское, Лисичанск, Макеевка, Чистяково (ныне Торез) и другими городами, приказом Верховного Главнокомандующего И.В. Сталина от 8 сентября 1943 года была объявлена благодарность и в столице СССР г. Москве дан салют двадцатью артиллерийскими залпами из 224 орудий.
Приказом Верховного Главнокомандующего СССР И.В. Сталина в ознаменование одержанной победы соединению, отличившемуся в боях за освобождение города Константиновка, присвоено наименование «Константиновских»:
За 22 месяца войска Третьего рейха уничтожили 15 382 человека — в располагавшемся на территории Химического завода концлагере замучили более 10 000 мирных граждан и военнопленных, за отказ с ними сотрудничать расстреляли 305 кадровых рабочих, 1000 мирных жителей (в большинстве евреев) казнили в Сергеевской балке на северо-западной окраине города, 1434 человека насильственно вывезли на работы в Германию. На военных фронтах сражались более 20 000 константиновцев, свыше 10 000 удостоены правительственных наград, 21 — звания Героя Советского Союза. В городском военкомате хранится книга потерь в годы войны. В ней значатся 8124 солдата, сержанта, старшины, матроса и офицера. При отступлении немецкие войска нанесли городу материальный ущерб на сумму 442 миллиона рублей: взорвали и сожгли почти все заводы, уничтожили 60 % государственного жилого фонда, 25 школ, 2 кинотеатра, городскую библиотеку, больницу, другие учреждения.
В 1945 году рабочие завода «Автостекло» выполнили экстренный заказ для фронта — изготовили 200 мощных отражателей для прожекторов и переслали их маршалу Жукову. Константиновские прожекторы были использованы при штурме Зеловских высот в ходе боевой операции по взятию Берлина.
За годы после Второй мировой войны в Константиновке было построено более 20 промышленных объектов. К 1949 году предприятия города были полностью восстановлены.
В 1952 году был открыт Вечерний химический техникум.
В 1959—1961 годах в НИИ «Автостекло» из отходов металлургического производства (доменных шлаков) с добавлением обычного песка был получен новый стройматериал — ситалл, обладающий легкостью, прочностью и долговечностью.
В 1962 году на базе завода «Автостекло» создан научно-исследовательский институт.
В 1967 году открыт городской историко-краеведческий музей.
С 1968 года Константиновка развивается по единому генеральному плану.
В 1970 году установлен «Памятник гвардейцам пятилетки», в честь 40-летия завода «Укрцинк».
Ежегодные ассигнования государства на жилищное строительство за период с 1959 по 1975 год возросли в 18 раз и составили 3 965 000 рублей.
В 1975 году, в честь 30-летия победы советского народа в Великой Отечественной войне, сооружён Обелиск Победы.
В 1981—1983 годы строятся средняя школа № 1, общежитие для учащихся медучилища, хирургический корпус на 240 коек, горбольница № 5. Завод стеклоизделий выпускал в год 170 миллионов бутылок для шампанских вин — 90 % всего производства в этой отрасли в СССР.
7 сентября 1983 года в сквере имени Тараса Шевченко, в память о воинах-освободителях, зажжён вечный огонь, а у подножия танка установлена мемориальная плита, в которую замурована капсула с посланием ветеранов ВОВ и жителей города к потомкам 2045 года.