Весной 1639 года возникли крестьянские поселения: Мурзинская слобода на реке Нейва и Алапаиха на речке Алапаиха. Основателем Алапаихи был верхотурский боярский сын Андрей Бужанинов.
В 1696 году по реке Нейве, в том числе и у деревни Алапаихи была обнаружена железная руда.
В 1702 году по указанию Петра I на речке Алапаихе был заложен железоделательный завод, который выдал первую продукцию в апреле 1704 года. С пуском завода деревня Алапаиха превращается в заводской поселок.
Алапаевск
С 1710 по 1720 годы открываются новые месторождения железной руды, залежи асбеста (только в 1886 году была разрешена промышленная добыча асбеста).
В 1758-1763 годах происходили крупные волнения приписных и работных людей из-за усиленной эксплуатации и ухудшения жизни.
В 1757 году императрица Елизавета (дочь Петра I) передала многие казенные заводы в частные руки, в том числе Нижне-Алапаевский, Синячихинский и другие лейб-гвардии секунд-майору А.Г.Гурьеву, который в 1766 продал эти заводы торговцу и винному откупчику С.Я.Яковлеву (Собакину).
В 1777 году на заводе построены две печи по выплавке меди.
В 1781 году образован Алапаевский горный округ, в который вошли заводы, железные рудники.
В 1781 году с образованием Пермского наместничества была образована Екатеринбургская область и создан Алапаевский уезд. Рабочее поселение было преобразовано в город Алапаевск.
В 1783 году утвержден герб города.
Первый в России женский бунт произошел на Алапаевском металлургическом заводе в июне 1821 года, что привело к остановке завода. Волнения алапаевских крепостных рабочих, доведенных "до крайней бедности" продолжались с 1842 года до реформы 1861 года.
С 1824 по 1828 годы произошло важное событие в жизни города - строительство металлургического завода на реке Нейве. Завод славился своими изделиями на всю Европу. В дореволюционное время алапаевское кровельное железо не раз получало золотые медали на международных выставках в Брюсселе и Лондоне.
В 1835-1837 годах впервые в России плотинный мастер, выдающийся механик, изобретатель-самоучка Игнатий Евстафьевич Софонов изготовил водяную турбину.
Весной 1849 года новым управляющим Алапаевским горным округом был назначен генерал-майор в отставке И.П.Чайковский. Вместе с ним в город приехал маленький П.И.Чайковский, который жил в Алапаевске до августа 1850 года. Столетие спустя, в 1965 году благодаря подвижническим усилиям В.Б.Городилиной (ныне - академик Академии искусств и ремесел им.Демидовых) был открыт Дом-музей П.И.Чайковского.
К концу XIX столетия завод перешел от водяных двигателей к паровым машинам, построена электростанция, мартеновские печи, доменная печь.
К началу революции 1905 года на заводе был создан первый заводской Совет, в состав которого входили и крестьяне. Алапаевский Совет рабочих и крестьянских депутатов просуществовал 65 дней.
20 мая 1918 года в Алапаевск были привезены члены царской семьи, которые содержались под арестом в здании Напольной школы. Летом 1918 года, когда началось наступление адмирала Колчака, они были вывезены на подводах на станцию Межная, где сброшены в шурф заброшенной шахты.
После освобождения в июле 1919 года города от белогвардейцев начато восстановление завода. Богатые лесные ресурсы, узкоколейная железная дорога позволили построить в 1929 году деревообрабатывающий комбинат. В 1930 году начал работать механический завод, горпромкомбинат, хлебопекарня, завод красного кирпича, завод безцементных камней. Проведена высоковольтная линия передач от Егоршинской ГРЭС. В 1940 году начато строительство станкозавода.
Растет и город: строятся новые микрорайоны - Рабочий городок (1924 г.), М.Горького (1924 г.), технический городок (1928 г.), Майоршино (1940 г.).
История Свято-Троицкого собора неразрывно связана с историей Алапаевского железоделательного завода. Первые сведения о нем восходят к 1702 году. В 2000 году после реставрационных работ собор был освящен Патриархом Всея Руси Алексием. Руководил работами первый Почетный гражданин Свердловской области, академик Академии искусств и ремесел им.Демидовых Иван Данилович Самойлов.
Поселок Асбестовский возник с началом промышленной разработки асбеста в 1908 году юго-западнее г.Алапаевска. С пуском обогатительной фабрики увеличились объемы производства, асбест стали отправлять в Германию, Америку, Францию. С 1999 года прекращена добыча асбеста, осталось производство щебня.
17 декабря 1995 года состоялся местный референдум по определению границ и структуры органов местного самоуправления МО "Город Алапаевск". Образовано муниципальное образование в составе города Алапаевска, поселков Асбестовский (с прилегающим селом Мелкозерово и поселком Озеро), Западный (с прилегающей к нему деревней Верхняя Алапаиха), Зыряновский (с прилегающей к нему деревней Устьянчики и поселком Нейвинский), Нейво-Шайтанский.
18 июля 1996 года зарегистрирован Устав муниципального образования "Город Алапаевск". Герб Алапаевска утвержден 19 апреля 2001 года.
В городе имеется металлургический комбинат; заводы: станкостроительный, «Стройдормаш» и др.; деревообрабатывающая промышленность.