Строительство города началось в 1936 году, одновременно со строительством крупнейшего в стране судостроительного завода. В 1938 году посёлок Судострой Указом президиума Верховного Совета РСФСР преобразован в город Молотовск. 12 сентября 1957 года Молотовск переименован в Северодвинск.
Стела на въезде в Северодвинск
В годы Великой Отечественной войны 1941-1945 годов - один из морских портов страны, принимавших союзные конвои с поставками по лендлизу. За это время местные портовики обработали почти 200 судов, 60 тысяч железнодорожных вагонов, приняли около 1 млн. тонн военных грузов.
Северодвинск - крупный промышленный и научно-технический центр Севера России. Ведущей отраслью экономики является строительство и ремонт подводных лодок и надводных кораблей и судов, а также строительство морских буровых платформ, металлообработка, утилизация атомных подлодок.
На территории современного города сохранились каменные строения Николо-Корельского монастыря, относящиеся к XVII веку. Впервые монастырь упомянут в Двинской летописи в 1419 году, служил важной военной крепостью Московского государства на Белом море. В 1553-1584 годах у его стен действовал первый торговый порт России. Позже монастырь использовался в качестве государевой тюрьмы для содержания имевших различные «прегрешения» узников. В частности, таких известных, как архиепископ Феодосии Яновский и митрополит Арсений Мацеевич. Надвратная проездная деревянная башня ныне несуществующих монастырских крепостных сооружений в 1932 году была перевезена архитектором П.Д. Барановским в музей-заповедник Коломенское в Москве.
Близ Северодвинска в селе Ненокса, история которого насчитывает более 600 лет, находится памятник республиканского значения - уникальный деревянный храмовый ансамбль XVII века. В его состав входят Троицкая церковь (построена в 1724 году), Никольская церковь (1763 г.) и колокольня (1834 г.).
Большое культурное и историческое значение имеет памятник архитектуры VIII века - Церковь Алексея Человека Божия в урочище Куртяево.