О давнем заселении территории, где расположен город Краматорск, свидетельствуют археологические находки. В частности, на его северо-западной окраине найдены каменоломни и мастерские по обработке кремня эпохи неолита, которые продолжали существовать и в период ранней меди.

Вблизи Краматорска исследовано также курганное захоронение металлурга-литейщика эпохи бронзы. Массовое заселение и освоение этой территории началось лишь во второй половине 17 - вначале 18 вв. Из Приднепровья и центральных губерний России сюда бежали крестьяне, спасаясь от гнета польских, русских и украинских помещиков.

В 1707 году царское правительство пожаловало графу Ф. П. Таранову 10 тысяч десятин земли, на которой он основал село Петровку. В дальнейшем Таранов продал свои земли дворянам Абазе, Иванову, Шабельскому, Штейгерову. Так возникли новые поселения Абазовка, Ивановка, Штейгеровка. Усиление феодально-крепостнической эксплуатации приводило к разорению крестьянства.

В конце 60-х годов 19 века с постройкой Курско-Харьковско-Азовской железной дороги вблизи реки Казенный Торец возникла станция Краматорская. Возле станции основывается поселок Краматорск. Он значительно расширился в 90-е годы, после соединения Курско-Харьковско-Азовской железной дороги с Екатерининской железной дорогой. До 1917 года поселок Краматорск входил в состав Беленьковской волости Изюмского уезда Харьковской губернии.