Der Raum Hagen taucht erstmals in den Lorscher Annalen auf: Im Jahr 775 wurde die nahe der Stadtgrenze zu Dortmund über der Ruhr-Lenne-Mündung gelegene sächsische Hohensyburg durch Truppen Kaiser Karls des Großen erobert.

Ab dem 17. Jahrhundert erlangte Hagen eine wachsende wirtschaftliche Bedeutung, dies geschah aufgrund der Gründung der Lange Riege. Diese wurde 1661 in Eilpe erbaut und war eine Klingenschmied-Siedlung mit mehreren wasserkraftbetriebenen Hammerwerken und Schmieden.

1724 zerstörte ein Großbrand einen bedeutenden Teil der Gebäude von Hagen. Innerhalb kürzester Zeit konnte Hagen mit Hilfe der preußischen Staatsverwaltung wieder aufgebaut werden. Ab wann Hagen offiziell als Stadt bezeichnet wurde, konnte bislang durch Forschungen nicht herausgefunden werden. Seit 1817 ist Hagen Sitz eines Amtes und eines Kreises innerhalb des Regierungsbezirks Arnsberg.

Zusammen mit der Stadt Iserlohn stellte Hagen seit Mitte des 19. Jahrhunderts den kulturellen, verwaltungsrelevanten und wirtschaftlichen Mittpunkt der südlichen Grafschaft Mark da.

Von 1871 bis 1914 erlebte Hagen während des Deutschen Kaiserreiches eine Blütezeit. Die Stadt entwickelte sich durch die Urbanisierung und Industrialisierung zum Oberzentrum für die gesamte Region südlich der Ruhr. 1887 wurde Hagen zur kreisfreien Stadt.

Auch in Hagen wurden in der Zeit des Nationalsozialismus Menschen mit jüdischem Hintergrund schikaniert und in Konzentrationslagern ermordet. Durch mehrere Luftangriffe wurde die Hagener Innenstadt während des Zweiten Weltkrieges vollständig zerstört. Die US-Armee besetzte Hagen schließlich in der Zeit vom 14. bis 17. April 1945. Der Krieg endete letztlich am 8. Mai mit der Bedingungslosen Kapitulation der Wehrmacht. Über 2.000 Menschen sind durch die Bombenangriffe ums Leben gekommen. Über 10.000 Hagener Bürger waren im Kriegseinsatz an der Front gestorben.

Hagen erlebte in den 1950er- und 1960er-Jahren ein weiteres Wachstum und dehnte sich in die flachere, nördliche Ebene aus.

Durch den Fortschritt und der zunehmenden Motorisierung mussten auch die Reste der historischen Innenstadtbebauung verschwinden. Es sollte eine autogerechte Stadt werden und aufgeständerte Hochstraßen sollten durch die Stadt führen. Heute gibt es eine Hochstraße an der Altenhagener Brücke, die dicht an den Obergeschossen einer historischen Altbauzeile vorbeiführen. Die 1740 m lange Volmetalbrücke in Eilpe ist eine weitere Hochstraße. Aufgrund dessen wurde 1976 auch der Straßenbahnbetrieb eingestellt.

Anfang der 1970er-Jahre begann im Zuge der Stahlkrise der Niedergang der Schwerindustrie. Die Hasper Hütte wurde stillgelegt, die Gussstahlwerke Wittmann gingen insolvent und zwei der drei Stahlwerke Südwestfalen wurden geschlossen. Die Nahrungsmittelindustrie mit den Brauereien Bettermann und Andreas, den Süßwarenherstellern Villosa und Grothe sowie der Produktionsbetrieb von Zwieback Brandt verzeichneten starke Arbeitsplatzverluste.

Ender der 1970er Jahren konnten die Arbeitsplatzverluste durch die Industrialisierung des Lennetals aufgefangen werden. Durch die Eingemeindung Hohenlimburgs, dessen Kaltwalzindustrie wirtschaftlich stabil war, konnte wiederum einen Zuwachs an Arbeitsplätze verzeichnet werden.

Anfang der 1980er Jahre machte Hagen mit der Neuen Deutschen Welle von sich reden. Viele bekannte Musiker, wie z. B. Nena, Extrabreit, die Schwestern Annette und Inga Humpe haben in Hagen ihre Wurzeln.

Seit den 2000er-Jahren sind bedeutende Neu- und Umbauprojekte realisiert worden, die das Stadtbild Hagens heute maßgeblich prägen. Z. B. die Volme-und Rathausgalerie, die Neugestaltung des Friedrich-Ebert-Platzes und des Bahnhofvorplatzes, sowie der Bau des Rathauses an der Volme.