Ученые установили, что люди проживали на территории города Ачинска еще задолго до основания поселения, порядка 30 тыс. лет до н. э. В 1972 г. на месте одного из древнейших в Сибири поселений палеолита археологи обнаружили календарь — миниатюрный жезл, вырезанный из бивня мамонта. На его поверхность мастер эпохи палеолита с ювелирной точностью и тонким изяществом нанес спиральный узор, составленный из 1 065 различных по очертаниям лунок. Общий вывод исследования Ачинского жезла говорит о том, что наши предки, проживавшие в Сибири 18 тыс. лет назад (задолго до образования Шумерской, Египетской, Персидской, Индусской и Китайской цивилизаций), имели совершенный лунно-солнечный календарь.
Город Ачинск был образован 25 июля 1683 г. Начинался город с маленького острога, выросшего на берегу реки Чулым. Первые русские поселенцы появились в тайге в конце XVII в. А уже через сотню лет деревянные домики, раскинувшиеся на территории крепости, получили статус уездного города, управление которым осуществлял городничий. Быстрому становлению города способствовали многие обстоятельства. В том числе достаточно привлекательные для добычи и жизни места, а также возможность расширить границы отвоеванного у природы мира. Опираясь на крепость, первопроходцы продвигались по Чулыму на юг, подчиняя или выгоняя в Монголию вольные киргизские племена. Таким образом, Ачинский блокпост стал административным центром по сбору дани с кочевников, а позже и перевалочным пунктом на сухопутной дороге Тобольск — Иркутск. В 1785 г. Ачинску был пожалован герб.
В конце XVIII в. Ачинский уезд состоял из 11 волостей, в которых вместе с населением Ачинска проживали 17 373 человека. В 1834 г. Ачинск имел уже одну полотняную фабрику, три кожевенных, два мыловаренных и один свечной завод. Ачинск выполнял роль перевалочного пункта: обозы с китайскими товарами шли до города, отсюда до Тобольска на судах, из Тобольска обозы снова шли сухопутным путем в Москву, Петербург и другие пункты.
Постепенно город сложился как купеческий, живущий тихой провинциальной жизнью и не испытывающий особенных потрясений. Именитые гости, проезжавшие через Ачинск время от времени, являлись для городка настоящим событием. Например, А. Ганнибал, соратник Петра I и дед А. С. Пушкина, который заехал в Ачинск в 1737 г. Или А. Н. Радищев, дважды проезжавший через город. Не миновали Ачинска декабристы, а также Н. Г. Чернышевский, А. П. Чехов, И. В. Сталин.
Значительное оживление в жизнь Ачинска в XIX в. внесло развитие транспортных путей — Московского тракта, а затем Транссибирской железнодорожной магистрали. В городе были построены железнодорожные мастерские. Перед Первой мировой войной начинается строительство Ачинско-Минусинской железной дороги, разрабатываются месторождения золота по речкам Салырка и Мазулька. В Ачинске действовал общественный банк и Филиппьевская ярмарка, в 1914 г. было открыто отделение одного из самых крупных в России Русско-Азиатского банка.
С развитием промышленности в городе начал формироваться класс пролетариата, стала расти его политической активность. В 1905 г. в Ачинске возник профсоюз железнодорожных рабочих и почтово-телеграфных служащих. Заметную роль в оживлении политической жизни играла политическая ссылка. В Ачинске перед Первой мировой войной сложилась группа ссыльных большевиков: Е. Д. Стасова, Ф. К. Врублевский, А. В. Померанцева, Н. Г. Осинкин.
Культурная жизнь ачинцев до революции не отличалась особым разнообразием. В 1880 г. создается городской театр, в 1887 г. учитель Д. С. Каргополов организовал музей, при котором была открыта библиотека. В 1915 г. начала издаваться первая ачинская газета «Дневной выпуск». Перед Первой мировой войной появляются кинотеатры. В самом Ачинске к 1917 г. существовали шесть начальных училищ, два мужских, одна женская гимназия и учительская семинария.
С Ачинском связаны имена таких известных в русской и сибирской жизни деятелей культуры, как Д. П. Давыдов, поэт, автор стихов известной народной песни «Славное море — священный Байкал», и С. А. Сретенский — писатель народнического направления, автор популярного в 1880-е гг. романа «Сибирские мученики» о приисковых рабочих.
Известия о Февральской революции 1917 г. дошли до Ачинска 28 февраля, и в первых числах марта в городе уже был создан Ачинский совет солдатских и рабочих депутатов, который установил контроль над промышленными и торговыми предприятиями в городе. А в октябре 1917 г. Ачинский совет взял власть в свои руки. Окончательное установление советской власти в городе произошло только в 1920 г., хотя еще долгое время действовали бандотряды из бывших белогвардейцев и крестьян, недовольных продразверсткой.
С переводом экономики на социалистические рельсы в Ачинске образуются артели, объединявшие кустарей. Возрождаются предприятия перерабатывающей промышленности (кожзавод, пивзавод, кирпичный), они находились в государственной собственности. Возобновляется строительство Ачинско-Минусинской железной дороги, которое было завершено в 1925 г.
В годы первых пятилеток заметные изменения произошли в социально-культурной сфере города. В 1935 г. в Ачинске был открыт колхозный передвижной драматический театр имени М. Ю. Лермонтова. В 1936 г. построили стадион «Спартак». В эти же годы шло активное жилищное строительство, в 1940 г. в городе был пущен в строй водопровод.
Мирный труд ачинцев был прерван началом Великой Отечественной войны.
В 1941 г. жители Ачинска стали ядром 378 и 91-й стрелковых дивизий. Бойцы 91-й дивизии первыми из красноярских соединений встретились с врагом. За освобождение города Мелитополя дивизии было присвоено почетное наименование Мелитопольской.
Период восстановления Ачинска после войны был длительным и тяжелым. Переломным рубежом в развитии города стали 1960-е гг. Это совпало с началом форсированного промышленного развития Красноярского края.
В 1964 г. первую продукцию дал Ачинский глиноземный завод, строительство которого было начато еще в 1955 г. В 1969 г. он был реорганизован в Ачинский глиноземный комбинат, в структуру которого вошли: глиноземное, содовое и цементное производство, заводы силикатного кирпича и фтористого алюминия, Кия-Шалтырский нефелиновый и Мазульский рудники, ТЭЦ.
Строительство комбината положило начало превращению Ачинска из патриархального городка в крупный промышленный центр, население которого начинает быстро расти за счет притока сельчан. В 1980-е гг. Ачинск занимает третье место по объему промышленной продукции в Красноярском крае. Развитие промышленности «довершило» появление еще одного завода — нефтеперерабатывающего. Два этих гиганта являются основными градообразующими предприятиями.