Η πόλη είναι γνωστή τόσο για την αρχαία, όσο και για τη σύγχρονη βιομηχανική της ιστορία. Κατά την αρχαιότητα υπήρξε για 2.000 χρόνια (1600 π.Χ-400 μ.Χ.) μία από τις πέντε ιερές πόλεις της αρχαίας Ελλάδας, μαζί με την Αθήνα, την Ολυμπία, τους Δελφούς και τη Δήλο. Στο κέντρο της σημερινής πόλης βρίσκονται ο αρχαιολογι- κός χώρος και το μουσείο. Η φήμη της Ελευσίνας ενισχύθηκε χάρη στον μεγάλο τραγικό ποι- ητή Αισχύλο, που γεννήθηκε στην πόλη το 525 π.Χ. Το κλείσιμο του αρχαίου ιερού κατά τους πρώτους χριστιανικούς αιώνες ακολούθησε μια μακρόχρονη περίοδος παρακμής και εγκατάλειψης. Από τα χρόνια της Τουρκοκρατίας σώζονται οι μεταβυζαντινές εκκλησίες του Αγίου Ζαχαρία στην πλατεία Ηρώων και της Παναγίτσας εντός των ορίων του αρχαιολογικού χώρου. Μέχρι την ίδρυση του νεοελληνικού κράτους, η Ελευσίνα παρέμεινε ένα ασήμαντο ψαροχώρι. Μετά την απελευθέρωση από την τουρκική κατοχή και τη δημιουργία του πρώτου ελληνικού κράτους, η Ελευσίνα ήταν μια μικρή πόλη 250 κατοίκων αρβανίτικης καταγωγής. Τη δεκαετία του 1860 η ανέγερση νέων κατοικιών και η εγκατάσταση περιστασιακών εμπόρων προσέδωσαν στην πόλη μια νέα όψη. Η αργόσυρτη πορεία εξέλιξής της επιταχύνθηκε από την κατασκευή της σιδηροδρομικής γραμμής (1884) και του Ισθμού της Κορίνθου.

Ιδιαίτερα καθοριστική για την ιστορία της Ελευσίνας ήταν η δεκαετία του 1880, όταν άρχισε η βιομηχανική ανάπτυξη και ιδρύθηκαν στην περιοχή σημαντικές βιομηχανίες, όπως το σαπωνοποιείο Χαριλάου (1875), η βιομηχανία τσιμέντου «Τιτάν» (1902), αλλά και τα οινοπνευματοποιεία «Βότρυς» (1906) και «Κρόνος» (1922). Το 1877 δόθηκε η έγκριση «διαγράμματος ρυμοτομίας της κωμοπόλεως Ελευσίνας» και το 1914 ιδρύθηκε το Λιμενικό Ταμείο. Το 1922, 2.000 πρόσφυγες από τη Μικρά Ασία βρήκαν καταφύγιο στην Ελευσίνα, διπλασιάζοντας τον πληθυσμό της. Η πρώτη συζήτηση στο κοινοτικό συμβούλιο για την εγκατάσταση ηλεκτρικών λαμπτήρων φωτισμού σε δρόμους και πλατείες πραγματοποιήθηκε το 1923, ενώ το 1924 τοπο- θετήθηκε το ρολόι στον λόφο των αρχαιοτήτων. Το 1935 δόθηκαν οι πρώτες παραστάσεις στον αρχαιολογικό χώρο και ο Σικελιανός διάβασε την «Ελευσίνια Διαθήκη». Το 1936 κατασκευάστηκε το στρατιωτικό αεροδρόμιο. Κατά τη διάρκεια της Κατοχής, οι Γερμανοί κατέλαβαν το αεροδρόμιο της Ελευσίνας. Ιταλοί στρατιώτες περιπολούσαν στην πόλη, ενώ είχαν αρχίσει οι θάνατοι από ασιτία. Το 1943 η κοινότητα της Ελευσίνας αναγνωρίστηκε ως δήμος. Κατά τα χρόνια της Κατοχής αναπτύχθηκε ισχυρή αντίσταση μέσα στην πόλη, στα εργοστάσια και στο στρατιωτικό αεροδρόμιο. Το Ε.Α.Μ. προσέφερε πολύτιμη βοήθεια στον λαό και στα ένοπλα αντάρτικα τμήματα. Τον Αύγουστο του 1942, οργανώθηκε στα Δερβενοχώρια η πρώτη αντάρτικη ομάδα, της οποίας η δράση απλώθηκε σε όλη την Αττική και τη Βοιωτία. Μετά τον Β΄ Παγκόσμιο Πόλεμο, εγκαταστάθηκαν στην Ελευσίνα εσωτερικοί μετανάστες από όλα τα μέρη της Ελλάδας, αναζητώντας εργασία και καλύτερες συνθήκες διαβίωσης, λόγω της κατάστασης που είχε δημιουργηθεί στην ύπαιθρο από τον Εμφύλιο πόλεμο και τη φτώχεια, που μάστιζε πολλές περιοχές. Στην Ελευσίνα έφτασαν μετανάστες από την Ήπειρο, τη Χίο, τα Δωδεκάνησα και την Κέρκυρα. Η παρουσία των Κρητών χρονολογείται γύρω στα 1960.

Στα μέσα της δεκαετίας του 1960 ξεκίνησε και η εγκατάσταση των Ποντίων, ιδιαίτερα από τις χώρες της πρώην Σοβιετικής Ένωσης. Κατά τον 20ό αιώνα, η Ελευσίνα αποτελούσε το κέντρο της βιομηχανικής ανάπτυξης της χώρας. Στην ευρύτερη περιοχή, λειτουργούσαν μερικές από τις μεγαλύτερες βιομηχανικές μονάδες της Ελλάδας: δύο διυλιστήρια, δύο χαλυβουργεία, δύο εργοστάσια τσιμέντου, δύο ναυπηγεία, μία βιομηχανία πυρομαχικών, 2.000 μικρότερες βιο- μηχανίες, βιοτεχνίες και εμπορικές δραστηριότητες. Η βιομηχανική δραστηριότητα όμως αναπτύχθηκε άναρχα σχεδόν πάνω στις σημαντικές αρχαιότητες και δίπλα στις κατοικίες, με αποτέλεσμα η ρύπανση του περιβάλλοντος να πάρει μεγάλες διαστάσεις. Στον 21ο αιώνα, στην εποχή της βιώσιμης ανάπτυξης, η Ελευσίνα εξελίσσεται σε κέντρο διοικητικών και οικονομικών υπηρεσιών και αποτελεί την έδρα της Νομαρχίας της Δυτικής Αττικής. Η ατμοσφαιρική και η θαλάσσια ρύπανση –χάρη και στους αγώνες των πολιτών– έχουν μειωθεί και στην παραθαλάσσια ζώνη της περιοχής γνωρίζουν ανάπτυξη ο πολιτισμός και η αναψυχή.Ο δήμος αγωνίζεται να ανακτήσει τα ανενεργά εργοστάσια, όπου θα στεγαστεί η σύγχρονη βιομηχανική και τεχνολογική ιστορία. Η Ελευσίνα έχει βραβευθεί για τις πολεοδομικές αναπλάσεις και τις επιδόσεις της στην οικολογία και στην ανακύκλωση. Κάθε χρόνο, τον Σεπτέμβριο, την ίδια περίοδο που κατά την αρχαιότητα τελούνταν τα Ελευσίνια Μυστήρια, πραγματοποιούνται πολιτιστικές εκδηλώσεις με την επωνυμία «Αισχύλεια» στον χώρο του παλαιού εργοστασίου «Κρόνος». Πανηγύρια γίνονται στις 23 Απριλίου για τον πολιούχο της πόλης, Άγιο Γεώργιο, στις 21 Μαΐου (Αγίων Κωνσταντίνου και Ελένης), στις 29 Ιουνίου (Δώδεκα Αποστόλων) και στις 16 Απριλίου (Ζωοδόχου Πηγής).