Donetsk ditubuhkan pada tahun 1869 apabila ahli perniagaan berasal dari Welsh, John Hughes membina sebuah kilang besi dan beberapa lombong arang batu. Bandar mulanya diberi nama Hughesovka .Awalnya menerima banyak pendatang dari Wales, terutamanya di bandar Merthyr Tydfil .Abad ke-20, Yuzovka mempunyai kira-kira 50,000 penduduk dan mencapai status bandar pada tahun 1917. Daerah utama "Hughezovka" dinamakan sebagai koloni English yang mencermin susun atur dan seni bina gaya British.

Apabila Perang Saudara Rusia meletus, pada 12 Februari 1918, Yuzovka merupakan sebahagian daripada Donetsk-Krivoy Rog Republik Soviet . Republik dibubarkan pada 20 Mac 1918 apabila kebebasan Ukraine Soviet diumumkan. Malangnya tidak mendapat pengiktirafan, sama ada di peringkat antarabangsa atau oleh SFSR Rusia dan selaras dengan Perjanjian Brest-Litovsk, republik ini telah dimansuhkan.

Pada tahun 1924, di bawah pemerintahan Soviet, nama bandar ini telah ditukar kepada 'Stalin'. Pada tahun itu, penduduk di bandar ini berjumlah 63.708. Dalam 1929-31 nama bandar ini telah ditukar kepada 'Stalino'. Bandar ini tidak mempunyai sistem bekalan air sehingga tahun 1931, apabila 55.3 km sistem paip air diletakkan di bawah tanah. Pada bulan Julai 1933, bandar ini menjadi pusat pentadbiran Wilayah Donetsk daripada SSR Ukraine. Pada tahun 1933, 12 km yang pertama sistem pembetungan telah dipasang. Bandar itu secara ringkas dipanggil Trotsk sempena nama tokoh Leon Trotsky pada tahun 1923.

Pada awal Perang Dunia II, penduduk Stalino terdiri daripada 507,000, dan selepas perang, hanya 175,000. Serangan tentera Nazi hampir memusnah seluruh bandar. Kini kebanyakannya dibina semula pada skala yang besar.Ia dijajah oleh Nazi Jerman antara 16 Okt 1941 hingga 5 September 1943. Itali turut menyertai Jerman ketika mengambil bahagian dalam mengambil Stalino.

Wilayah Donetsk pada masa itu Jerman Nazi, kawasan perumahan sesak dengan orang Yahudi. Seramai 3,000 orang Yahudi mati, dan 92,000 orang terbunuh dalam kem tahanan. Bagi setiap askar Jerman terbunuh, 100 penduduk telah dibunuh, dan satu untuk setiap anggota polis terbunuh.

Pada tahun 1945, ramai penduduk menjadi buruh paksa, lelaki dan wanita berusia 17-35 muda. Mereka menjadi hambar di Danube Swabia (Schwowe) komuniti Yugoslavia, Hungary dan Romania (iaitu Batschka dan Banat). Ramai mati akibat penyakit dan kekurangan zat makanan.

Semasa Nikita Khrushchev pada bulan November 1961 bandar ini telah ditukar nama kepada Donetsk, sempena nama Sungai Seversky Donets, anak Sungai Don [7] untuk membezakannya daripada bekas pemimpin Joseph Stalin.

Pada tahun 1965, Akademi Sains Donetsk telah ditubuhkan sebagai sebahagian daripada Akademi Sains di SSR Ukraine .

Selepas masa sukar 1990-an, Donetsk telah dimodenkan dengan bantuan syarikat-syarikat besar.