De geschiedenis van de stad Stalingrad loopt terug tot in de Middeleeuwen. In het jaar 1237 was de Gulden Horde van de grote Mongoolse Khan de Volga overgestoken op deze uiterst geschikte doorwaadbare plaats. Hier creëerden ze een grafheuvel, de Mamajev Koergan. In het Russisch betekent dit Heuvel van Mamai (Mamai was de leider van de Gulden Horde in de 1370'er jaren.) De Tataren hadden het gebied verwoest, waren doorgegaloppeerd naar de Don en vervolgens in westelijke richting Europees Rusland ingetrokken. In een woeste invasie rukten ze op tot vlak voor Wenen en de Poolse grens. In de dertiende en veertiende eeuw begon Moskou zijn eigen expansie in Azië. Het gebied werd een grenspost waar vandaan Russische soldaten uitvallen deden tegen de Mongolen. In 1589 besloot de Russische tsaar het verdedigingssysteem aan het zuidelijke front te verbeteren. Hij decreteerde dat het gebied veilig was om te bewonen en in kort tijd werden verscheidene vestingen gebouwd. Een van hen was Tsaritsyn, welke in 1589 werd gesticht, wat 'Tsaritsa-Stad' (Tsaritsa = Gele Rivier) betekent in het Tataars. Deze handelsvesting lag op een eiland in de Volga.
Hoewel de plaats veilig genoeg was om er te gaan wonen, was het er niet bepaald vredig. Russische rovers lieten een spoor van verwoesting achter toen zij plunderend in noordelijke en zuidelijke richting langs de Volga trokken. Tsaritsyn, dat een geografische sleutelpositie innam voor het vervoer van rijkdommen van de Kaukasus naar Moskou en Petrograd (het latere Leningrad en Sint-Petersburg), naar het centrum van Rusland, en dat de oostelijke poort naar Azië vormde, was een plaats waar altijd om gevochten zou worden.
Aan het begin van de 17e eeuw verwoestte een grote brand de gehele stad. Vanaf 1608 begon de wederopbouw van de stad, nu op de westelijke Volga-oever, op de plaats waar de Tsaritsa uitmond in de Volga. In 1615 was de wederopbouw voltooid.

De stad was meerdere malen het toneel van militaire acties. In juni 1666 vielen de Don-Kozakken Tsaritsyn aan, maar slaagden er niet in de stad te veroveren. In 1669 volgden de inwoners van Tsaritsyn de legendarische Kozakkenleider Stepan T. Razin in een opstand. In 1670 was Tsaritsyn in handen van Razin. Hij hield de stad in bezit tijdens een bloedige belegering.
Tsaritsyn groeide uit tot een belangrijke doorvoerhavenstad en commercieel centrum. Peter de Grote was de eerste Russische tsaar die Tsaritsyn bezocht: voor het eerst in 1695 tijdens de Azov-campagne en in 1722 gedurende de Perzische campagne.
In het begin van de 18e eeuw kwamen boeren uit de omgeving van Tsaritsyn in opstand onder leiding van Boelavin. Op 21 augustus 1774 slaagden de boeren er onder Jemeljan I. Poegatsjev in een grote eenheid regeringstroepen te verslaan. Ze bestormden Tsaritsyn in een poging de lijfeigenen te bevrijden. Het lukte ze niet Tsaritsyn te veroveren en de beul van tsarina Catharina II (de Grote) onthoofde Poegatsjev.

Catharina de Grote nodigde in de tweede helft van de 18e eeuw buitenlanders uit om zich de vestigen in het uitgestrekte Russische achterland. De eerste buitenlanders die zich in en om Tsaritsyn vestigden kwamen in 1765; dit waren voornamelijk Duitsers. Zij stichtten diverse plaatsen in de regio, waaronder Sarepta, wat vandaag de dag een voorstad van Volgograd is. In 1875 bouwde een Frans bedrijf de eerste staalfabriek in de regio. De stad bloeide op en binnen enkele jaren was de bevolking van de stad toegenomen tot meer dan 100.000 personen en in de Eerste Wereldoorlog werkte bijna een kwart van de bewoners in de fabrieken van de stad. Ondanks de snelle bloei deed de stad denken aan het Amerikaanse wilde westen. Groepjes tenten en bouwvallige huizen stonden in het wilde weg verspreid langs de rivieroever. Meer dan 400 café's en bordelen voorzagen in de behoeften van de bevolking. Ossen en kamelen deelden de ongeplaveide straten met door paarden getrokken rijtuigen. Cholera-epidemieën teisterden de bevolking regelmatig tengevolge van de stapels vuil die zich overal in de stad verzamelden.

In de tweede helft van de 19e eeuw groeide Tsaritsyn uit tot het grootste commerciële en industriële centrum in het zuidelijke Volga-gebied. Tsaritsyn werd als knooppunt van wegen en als grote rivierhavenstad een steeds belangrijkere doorvoerhavenstad voor de goederen uit het zuiden.

Gedurende de Russische Burgeroorlog in 1918 werd er hevig gevochten om de stad. De troepen van het Bolsjevistische Rode Leger onder leiding van de later beroemde maarschalken Iosif V. Stalin, Kliment Je. Vorosjilov, Semjon M. Boedenny en Semjon K. Timosjenko verdedigden de stad tegen het anti-Bolsjevistische Witte Leger onder leiding van de generaals Anton I. Denikin en Pjotr N. Vrangel. Een van de jongere officieren van het Rode Leger die vochten bij Tsaritsyn was Vasily Ivanovitsj Tsjoeikov, welke daar 24 jaar later weer zou vechten als generaal. Het Witte Koebanleger onder leiding van Vrangel veroverde de stad in juli 1919 op de troepen van Stalin en hield deze bezet tot 1920. Stalin had zijn troepen opnieuw gegroepeerd op de steppe en viel de flanken van het Witte Leger aan. De stad werd weer heroverd door de troepen onder Stalin. Dit is de officiële versie van het verhaal; het is echter waarschijnlijker dat Stalin betrokken was als commissaris in het leger en dat zijn aandeel in de overwinning beduidend kleiner was. Toen Stalin in 1924 aan de leiding was gekomen hernoemde hij de stad op 10 april 1925 naar zichzelf, Stalingrad, wat 'Stalin-Stad' betekent. De stad werd geïndustrialiseerd en, hoofdzakelijk in het noordelijke deel van de stad, ontstonden enorme fabrieken met grote arbeiderswijken. De belangrijkste en bekendste hiervan waren de tractorfabriek 'Dzerzjinsky', de kanonnenfabriek 'Barrikady', de staalfabriek 'Krasny Oktjabr' (Rode Oktober) en de chemische fabriek 'Lazoer'. Deze fabrieken produceerden zeer waardevolle goederen voor het Rode Leger.

In de Tweede Wereldoorlog telde Stalingrad ruim 450.000 inwoners. De slag om Stalingrad begon officieel op 17 juli 1942, hoewel de eerste vijandelijke troepen de stad pas op 23 augustus bereikten. Gedurende de slag, die duurde tot en met 2 februari 1943, werd de stad vrijwel volledig vernietigd en kwamen bijna anderhalf miljoen mensen om. De wederopbouw begon al in maart 1943, maar pas tegen 1975 was de stad weer volledig herbouwd. Koning George VI van Groot-Brittannië schonk een juwelen zwaard aan de inwoners van Stalingrad als dank voor de dapperheid die ze hadden getoond. Op de Mamajev Koergan, de Tataarse grafheuvel in de stad, werd een groot standbeeld gebouwd ter nagedachtenis aan de gevechten om Stalingrad, genaamd 'Rodina-mat zovjot', wat 'Het moederland roept' betekent. Ook werd er al op 22 december 1942 een medaille ingevoerd voor de betrokken soldaten, de Medaille voor de Verdediging van Stalingrad. 760.000 personen ontvingen deze medaille.

Na de dood van Stalin in 1953 kwam Nikita Chroesjtsjov, voormalig commissaris bij Stalingrad, aan de leiding. Hij hernoemde de stad op 10 november 1961 'Volgograd', wat 'Volga-Stad' betekent, als onderdeel van de destalinisatie. Velen wilden dat de naam Stalingrad weer terug kwam, omdat deze slag zo'n belangrijk onderdeel van de geschiedenis van de stad was geweest en deze nooit vergeten mocht worden. Dit ging niet door, maar ook vandaag de dag zijn er nog vele mensen die willen dat Volgograd zijn oude naam weer terugkrijgt. Op 8 mei 1965, tijdens de 20e verjaardag van de overwinning in de Grote Vaderlandse Oorlog, werd Volgograd benoemd tot Heldenstad en onderscheiden met de Medaille van de Gouden Ster en de Orde van Lenin. In totaal kregen twaalf steden en een vestingstad deze titel. Ook werd een Parijs' metrostation 'Stalingrad' genoemd en een plein 'Place Stalingrad'.

Vandaag de dag is Volgograd de hoofdstad van de gelijknamige oblast en heeft de stad bijna 1,1 miljoen inwoners. Volgograd heeft zeventien partnersteden, met name steden die ook erg geleden hadden in de oorlog, waaronder twee Duitse. Volgograd staat internationaal bekend om haar uitvoerproducten als tractoren, zeeschepen, staal, aluminium en medische apparatuur. De stad is een belangrijk spoorwegknooppunt dat met Moskou, de Oekraïne en de Kaukasus is verbonden. In de stad zijn ook nog diverse musea en gedenkplaatsen die herinneren aan de slag om Stalingrad, zoals het Rode Plein en het Panorama-Museum 'Slag om Stalingrad'.