История Луганска начинается с 1797 года, когда шотландец Чарльз Гайскон, по заказу российского императорского правительства, основал завод по производству пушек и боеприпасов для Черноморского флота.
До начала XVIII-го века Наиболее ранние поселения на территории Луганска относятся к раннему палеолиту (100-40 тыс. лет назад). В районе города есть курганы медно-бронзового века (III — начало I тысячелетия до н. э.). На левом берегу Лугани (нынешний Каменобродский район города) и в поселке Вергунцы (Октябрьский район города) в XVII веке жили запорожские казаки, охранявшие южные границы Российского государства. До начала XVIII века земля будущего Луганска, как и всего Среднего Подонцовья находилась под контролем крымских и ногайских татар. Река Северский Донец делила Подонцовье на левобережную (ногайцы) и правобережную (крымские татары) части, где сейчас и расположен город Луганск. На этих землях были кочевья крымских татар, где они летом пасли скот. Через Дикое поле проходили сакмы — военные дороги крымских татар. В среднем течении Северского Донца были многочисленные татарские переходы на Русь. На начало XVIII века крымские татары были вытеснены с территории среднего Подонцовья и запорожцы стали составлять большинство населения этих земель. Отдельные поселения запорожцев были заложены ещё в XVII веке.
Середина XVIII-го века: Каменный Брод и Вергунка В середине XVIII века на землях будущего Луганска существовали такие поселения запорожских казаков, как: Каменный Брод, Вергунка. По одним источникам поселения входили в состав Кальмиусской паланки Запорожской Сечи (власть гетмана Кирилла Разумовского). По другим источникам территория считалась землёй донских казаков (по указу 1746 года между владениями запорожских и донских казаков была проведена граница по реке Кальмиус и «от вершины оной, прямою чертою сташе, до прежней 1714 г. России с Портой Отоманской границы»В. И. Подов Славяносербия :Очерки из истории заселения Донбасса в 18в. Документы-Луганск, 1998).
Славяносербия В 1752 году, в противовес крымским татарам и запорожским казакам, земли к востоку от Бахмута были выделены Российской империей для выходцев из Балкан во главе с Иваном Шевичем и Райком Депрерадовичем (основатель рода Депрерадовичей). Так была образована Славяносербия, в которую вошли и Каменный Брод, и Вергунка, ныне части Луганска. Сюда переселялись украинцы, вначале преимущественно из Левобережной Украины, русские и представители других народов«Материалы для историко-статистического описания Екатеринославской епархии»,1880.
От набегов османов, перекопских и крымских татар переселенцев защищал Луганский пикинёрный полк (сформирован в 1764), представляющий собой регулярный поселенный конный полк Российской армии, сформированный из пандурских поселённых полков, из полков Шевича и Депрерадовича, Бахмутского конного казачьего полка и добровольцев из числа поселённых черкасов (казаков) и крестьян-поселенцев. В 1777 году полковником (то есть командиром) Луганского полка был назначен М. И. Кутузов.
Воронежская губерния Российской империи: поселение «Луганский завод» В 1775—1783 годах Славяносербия была передана в подчинение Воронежской губернии (бывшая Азовская).
Луганский завод В 1790 году приглашённому на российскую службу шотландскому инженеру Карлу Гаскойну было поручено провести разведку залежей руд и каменного угля в Словяносербии. Найденные рудники оказались перспективными для разработки. 14 ноября 1795 выходит разрешение на основание первого в Российской империи южного чугунолитейного завода, с которым и связывают основание города Луганска. Уже через год Карл Гаскойн начал строительство завода, а сёла Каменный Брод (1755) и Вергунка приняли строителей и работников завода. Строительство завода было вызвано целым рядом причин политического и экономического характера. Во второй половине XVIII века Россия одержала ряд важных военных побед над султанской Турцией. Интенсивно шло освоение Черноморского побережья, заселялись южные степи Украины, Приазовье, Придонье. Для крепостей и молодого, только что созданного Черноморского флота, нужны были пушки и боеприпасы. Но возить их с Урала, где они производились, было долго и дорого. Поэтому царское правительство решило построить на юге страны казённый металлургический завод. В 1797 году посёлок, образовавшийся непосредственно вокруг завода, получил название Луганский завод. Рабочие и специалисты привлекались из внутренних русских губерний, частично из-за границы. Основной костяк составили мастеровые Липецкого завода, а также особо квалифицированные рабочие с Александровского пушечного завода Петрозаводска (Олонецкая губерния), плотники и каменщики из Ярославской губернии. Основной административно-технический персонал состоял из англичан, поэтому главная улица города до революции называлась Английской (сейчас ул. Даля). 4 октября 1800 первая домна Луганского литейного завода выдала чугун. Впервые в Российской империи чугун был произведён с использованием кокса. После этого изображение домны стало неотъемлемой деталью герба дореволюционного Луганска. Завод сыграл большую роль в развитии экономики региона, с вводом его в эксплуатацию началась систематическая промышленная добыча каменного угля, который до этого ввозился из Англии. Завод оказал большое влияние на дальнейшее развитие металлургической и угольной промышленности Юга, подготовил первые кадры для металлургических заводов. Потребность завода в сырье побудила учёных начать исследование недр Донецкого бассейна.
В 1801 году, в посёлке Луганский завод, в семье лекаря горного ведомства Ивана Даля, родился будущий лексикограф, фольклорист Владимир Даль, прославившейся составлением Толкового словаря живого великорусского языка (в 1981 году в Луганске был открыт памятник Далю, в 1986 году был открыт музей Даля).
Во время Отечественной войны 1812 года завод был одним из главных поставщиков пушек и боеприпасов для российской армии, со 2-й трети XIX века на заводе изготавливались произведения художественного литья. В начале XIX века выгодное географическое расположение Луганского завода между центральными губерниями Российской империи и портовыми городами — Ростовом и Таганрогом способствовало развитию торговли. Посёлок развивался, была открыта первая горная школа (1823), построен Николаевский собор (1841). Из луганских мастеровых вышли такие умельцы как В. Черепанцов, награждённый в 1844 году за строительство парохода «Ростов» серебряной медалью. В 1844 году купец Савелий Хрыпко был награждён медалью «За полезное разведение картофеля в Луганском заводе». В конце 1850-х годов в городе действовало 10 сало- и 2 воскотопных завода, 2 свечных, а также кожные и мыловаренные, 3 маслобойных, 8 кирпичных и черепичных предприятий, 17 мельниц. В 1864 году была построена Казанская церковь. В 1867 году на 10239 жителей Луганского завода приходилось 389 купцов, держащих 108 лавок. Проводились еженедельные базары, а дважды в год, 9 мая и 26 августа, проводились ярмарки. Во второй половине XIX века посёлок Луганский завод бурно развивался, этому способствовало строительство железной дороги Луганский завод—Дебальцево (введена в строй в 1877). В конце XIX века на деньги Давида Вендеровича, старосты синагоги (основана в 1860), владельца заводов, магазинов и складов, был построен Луганский художественный музей (1876).
Екатеринославская губерния: Луганск 3 сентября 1882 Каменный Брод и Луганский Завод были объединены после того, как российский император утвердил положение Комитета министров Российской империи об основании на их базе города Луганска. Луганск стал новым центром Славяносербского уезда Екатеринославской губернии. В 1883 году был избран первый луганский глава города (мэр) Николай ХолодилинНамдаров Г. М. Луганск: исторический очерк// Паспорт Луганска: справочно-картографическое издание. — К., 2002., подаривший Луганску сад, который раньше принадлежал его семье (сейчас сад Первого мая). Для работы Луганской думы построили особняк на улице Казанской (потом в особняке размещался музей Ворошилова, потом Луганский городской музей истории и культуры). В 1996 году был открыт памятник Холодилину.
В 1884 году было завершено строительство Екатерининской железной дороги, которая соединила Донбасс с Криворожьем.
По данным переписи 1897 года, Луганск, входя в состав преимущественно украиноязычногоПервая всеобщая перепись населения Российской Империи 1897 г. Распределение населения по родному языку и уездам 50 губерний Европейской России Демоскоп Славяносербского уезда, являлся преимущественно русскоязычным городом: из 20 404 жителей города русский (во время переписи — «великорусский») язык родным назвали 13 907 человек (68,16 % населения), украинский («малорусский») — 3 902 (19,12 %), идиш («еврейский») — 1 449 (7,10 %), белорусский — 716 (3,51 %), другие языки — 430 (2,11 %).
В 1887 году Луганский чугунный завод был закрыт, и только в 1895 году на его основе начал работу Луганский патронный завод, а столетие спустя Луганский монетный двор независимой Украины (перенесённый потом в Киев).
В 1893 году в театре купца Степана Блинова проходили гастроли украинской труппы с пьесой Наталка-Полтавка Ивана Котляревского.
3 мая 1896 года Густавом Гартманом был основан «Паровозостроительный завод Русского общества машиностроительных заводов Гартмана в Луганске» (Луганский тепловозостроительный завод)Гартмана завод // Гражданская война и военная интервенция в СССР. Энциклопедия / редколл., гл. ред. С. С. Хромов. — 2-е изд. — М., «Советская энциклопедия», 1987. Стр. 140—141, в 1900 году завод выпустил первый паровоз (серии Од)Ворошиловградский паровозостроительный завод имени Октябрьской революции // Большая советская энциклопедия. / редколл., гл. ред. Б. А. Введенский. 2-е изд., том 9. М., Государственное научное издательство «Большая советская энциклопедия», 1951. Стр. 140—141. Вскоре завод стал производить большую часть всех паровозов в Российской империи. Далее выпускались паровозы серии З, Б, Э. Для рабочих завода Гартмана была основана библиотека. С началом строительства «Машиностроительного завода Гартмана» (1896—1906 гг.) и прокладкой железной дороги, соединившей Луганск со станцией Миллерово, активно формируется промышленное производство: частные кирпичные заводы; казённый винный склад (1896); товарищество «Луганской мануфактуры» (1905); мыловаренный завод Демидова (1906). В 1895 году в Луганске открыта земская больница (сейчас 4-я городская больница). В 1897 году население Луганска составляло 20 400 человек, 68,2 % из которых были русскими. К 1917 году на тепловозостроительном заводе работали 3500 человек.
Заводы и железная дорога сыграли роль главных градообразующих факторов. К началу XX века, Луганск (в составе Славяносербского уезда Екатеринославской губернии) превратился в крупный промышленный центр Российской империи (16 фабрик и заводов, около 40 ремесленных предприятий). В городе была телефонная станция, почтово-телеграфная контора, 5 кинотеатров («Художественный», «Экспресс», «Эрмитаж», «Иллюзион» и Шарапова). В Луганске было 6 православных церквей, синагога (основана в 1860), римско-католический костёл, лютеранская кирха. Для городского Ботанического сада, выходившего на улицу Садовая, основой служила усадьба директора Луганского литейного завода Карла Гаскойна с прудом.
В начале XX века в городе появилось первое четырёхэтажное здание—Дом Васнева на ул. Банковский (ныне ул. Шевченко). В нём располагалось женское коммерческое училище и мужская прогимназия. Период с 1900 по 1914 год был периодом интенсивного строительства, взамен деревянного был построен каменный мост через Лугань, соединивший Садовую улицу с Каменным Бродом.
В 1912 году была построена городская электростанция и центральные улицы города были электрифицированы.