Город Карабаш и его окрестности относятся к старейшим Уральским горно-рудным районам, начало промышленного освоения которого в первой половине ХУШ века связано с именем основателя горного и заводского дела на Урале Никиты Демидова. Первые железоделательные заводы на территории, выделенной позднее в Кыштымский горный округ и включающей Соймановскую долину, где расположен ныне Карабаш, были построены и пущены в 1737 году.

Датой основания города Карабаша считается 1822 год, когда в пойме таежной речки Сак-Элга были открыты богатые золотоносные россыпи и на берегу Сак-Элги заводчик Зотов образовал выселок, где начали "мыть золото". Вскоре в Соймановской долине были открыты месторождения окисленных медных руд. В 1837 году был пущен первый медный завод. Он имел 12 карликовых печей. Завод просуществовал 5 лет и выдал 22 тонны карабашской меди. Однако большого развития медеплавильное производство в тот период не получило, так как экономически более выгодна была золотодобыча. Население Карабаша к началу ХХ столетия составляло около 400 человек.

В 1907 году в северной части Соймановской долины был пущен в эксплуатацию второй по счету медеплавильный завод (известный под названием Старый медный завод). Завод просуществовал три года. В этом же году весь Кыштымский горный округ приобрело английское горное общество, возглавляемое инженером Лесли Урквартом.

В 1909 году были заложены глубокие современные шахты – Южная, Центральная и Южный рудник.

В 1910 году в Карабаше был построен и пущен новый медеплавильный завод, оснащенный передовой по тому времени техникой и технологией.

К 1915 году завод выплавлял треть всей меди, производимой в России. С развитием завода менял облик и поселок. В 1909 году в Карабаше была открыта первая церковно-приходская школа, а через три года - две начальных школы. В 1913 году открыт первый Народный дом с киноустановкой. Самыми высокими сооружениями Карабаша были деревянная церковь, пожарная каланча, кирпичное здание заводоуправления (оно сохранилось до настоящего времени).

В конце 1917 года Карабашский завод, как и весь Кыштымский горный округ, был национализирован. В 1918 году, в начале гражданской войны, хорошо налаженное заводское производство было остановлено. Прекратилась добыча руды в шахтах, которые вскоре были затоплены. В этот важный для молодой Советской Республики период карабашцы отстаивали Советскую власть на фронтах гражданской войны, сражались в отрядах Красной гвардии и партизанских отрядах. 96 карабашских рабочих были угнаны в район Тургояка, зверски зарублены белоказаками и сброшены в старые шахты. И только в мае 1925 года, после восстановительных работ, на заводе состоялась первая опытная плавка меди, а затем официально пущен медеплавильный завод.

Благодаря героическому труду карабашцев с 1926 по 1929 годы были восстановлены все затопленные шахты. Менялся облик Карабаша – в 1925 году была открыта первая семилетняя школа, а через год – клуб "Строитель". Появляются двухэтажные деревянные и каменные дома, открыты клуб им. Фрунзе, Дом техники, городская библиотека для детей и взрослых, парк культуры и отдыха на берегу Богородского озера с летним кинотеатром, станцией юного техника, парашютной вышкой, стадионом. На заводе постоянно совершенствовалось производство, рос объем выпуска товарной продукции, в итоге в 1935 году уровень 1917 года по выпуску черновой меди был перекрыт в 3 раза. Перед Великой Отечественной войной добыча шахтами медной руды возросла так же в три раза (по отношению к 1917 году).

20 июня 1933 года поселок Карабаш был переименован в город Карабаш Челябинской области (районного подчинения, а с 9 февраля 1940 года – областного подчинения). Карабаш занимал важное место в экономике страны. В 1934 году Карабаш посетил нарком тяжелой промышленности Серго Орджоникидзе. Перед войной в городе работало 19 начальных школ, 4 семилетних, 2 – средние и 1 школа для взрослых. В 1934 году был открыт первый пионерский лагерь на оз. Аргази, а в 1938 году на оз. Увильды – Дом отдыха "Красный Камень" и второй пионерский лагерь. Население города перед войной составляло около 50 тысяч человек. Великая Отечественная война прошла через судьбы карабашцев. Около 5 тысяч карабашцев ушли защищать Родину, 3 тысячи из них остались на полях сражений. За ратные подвиги многие из них были награждены орденами и медалями. Вместо ушедших на фронт мужчин в забой спустились женщины. Многие из них пришли и на медеплавильный завод. Работа шла под девизом "Все для фронта – все для победы". На заводе был открыт спеццех, где было организовано изготовление заготовок снарядов для "Катюш". В ателье пошивали одежду для красноармейцев. На предприятиях города был организован сбор вещей, а так же денежных средств для постройки эскадрильи истребителей имени Челябинской организации МОПР, танковой колонны им. 25-й годовщины Октября, минометной батареи, Уральского танкового соединения… В сентябре 1941 года Карабаш принял эвакуированных детей из блокадного Ленинграда.

В 50-70-е годы в Карабаше активно ведется жилищное строительство. Для этого на базе "Шахтостроя" создается строительное управление №6 треста "Уралавтострой". Вводятся в строй Киалимское водохранилище, городские очистные сооружения, к городу подводится магистральный газопровод, две цепи ВЛ-110 кВ.

Под Карабашом был построен военный городок, для сооружения которого прокладывается из Кыштыма железная дорога с нормальной колеей (вместо узкоколейки). Однако в эти же годы из-за закрытия шахт уменьшается число рабочих мест, из города начинается отток населения (в 70-х годах население города уменьшилось до 20 тысяч человек). Чтобы решить проблему трудоустройства, в Карабаше открываются новые производства – филиал Каменск-Уральского радиозавода (ПО "Октябрь" – закрытое предприятие) и швейная фабрика. Помимо производственных проблем на первый план выходят экологические проблемы.

В результате многолетней деятельности медеплавильного завода из-за грубых нарушений принципов рационального землепользования, отсутствия современных газоочистных сооружений в городе сложилась крайне неблагоприятная экологическая обстановка – огромная площадь нарушенных земель, загрязнение почв, атмосферного воздуха, водоемов, подземных вод вредными веществами, гибель растительности. Из-за неблагоприятной экологической обстановки в Карабаше решением коллегии областного комитета по охране природы (ноябрь 1989г.) и приказом Министра металлургии СССР №400 от 21.11.1989г. старое металлургическое производство (КМК) было остановлено. Более 3 тысяч карабашцев остались без работы, семьи – без средств к существованию. Уровень безработицы в городе превысил 19 процентов. Остановилось строительство, начала приходить в упадок сфера соцкультбыта. Население сократилось до 15,4 тысяч человек.

В 1998 году на производственных мощностях медеплавильного комбината открылось новое предприятие – ЗАО "Карабашмедь", в настоящее время это одно из ведущих предприятий города, основной его вид деятельности – производство черновой меди. Объем производимой продукции – 40 тыс. тонн в год. В 1992 году в связи с конверсией Карабашский филиал Каменск-Уральского радиозавода был выведен в самостоятельное предприятие ПО "Октябрь", которое выпускает товары народного потребления, выполняет заказы гражданской авиации и автомобилестроения. В городе работают 3 лесничества: Агардяшское, Карабашское, Уфимское, которые входят в состав Кыштымского лесхоза. Площадь лесов составляет 53.5 тыс. га. Породный состав леса: лиственного – 56,2%, хвойного – 43,8%. В городе одно автотранспортное предприятие, организованное в 1953 году. С 2000 года предприятие осуществляет свою деятельность в составе ООО "Южуралтранс плюс".