Считается, что поселение на берегу реки Клязьма, расположенное на месте современного Коврова, было основано ещё в XII веке князем Юрием Долгоруким. Изначально деревню назвали Елифановкой – по имени одного из жителей – зверолова Елифана. Легенда гласит, что в 1157 году великий князь Андрей Юрьевич Боголюбский зимой сбился с пути и вышел к деревне в канун Рождества Христова. По этому случаю князь велел построить в деревне Рождественскую церковь, после чего деревня стала называться селом Рождественским. Позднее, по имени новых владельцев – князей Ковровых – Рождественское было переименовано в Коврово.

По указу императрицы Екатерины II 1 сентября 1778 года в составе Владимирского и Костромского наместничества был учреждён Ковровский уезд, а село Коврово получило статус уездного города. В 1796 году город оставлен за штатом, но в 1803 году снова восстановлен.

В августе 1864 года открыты Ковровские железнодорожные мастерские. В 1880 году Ковров стал начальным пунктом Муромской железной дороги на линии Ковров–Муром.

В 1929 году Ковровские железнодорожные мастерские были переформированы в ремонтно-механический завод, выполнявший заказ по ремонту импортных экскаваторов. Когда возник вопрос о возможности производства отечественных землеройных машин, было решено образовать на базе прежних мастерских экскаваторный завод. 21 апреля 1931 года первый экскаватор «Ковровец» вышел из ворот завода, с 1933 года началось серийное производство. За большие успехи Ковровский экскаваторный завод в 1966 году был удостоен высшей советской награды – ордена Ленина.

В августе 1916 года началось строительство Ковровского пулемётного завода (с 1927 года – Инструментальный завод № 2, с 1932 года – Инструментальный завод № 2 имени К. О. Киркижа, с 1949 года – завод имени В. А. Дегтярёва). В 1918 году Главным артиллерийским управлением в Ковров были направлены известные конструкторы оружия В. Г. Фёдоров и В. А. Дегтярёв.

Завод имени К. О. Киркижа стал основным предприятием по производству автоматического оружия для фронта. В 1941 году на ковровском заводе В. А. Дегтярёвым было создано знаменитое противотанковое ружьё. За время войны завод выпустил и отправил в действующую армию 1 202 481 единицу различного вооружения – ручных и танковых пулемётов, пистолетов-пулемётов Шпагина, противотанковых ружей, авиационных пушек ШВАК. 18 декабря 1941 года на фронт был отправлен оборудованный на заводе бронепоезд «Ковровский большевик». Экскаваторный завод за годы войны изготовил 10 тыс. комплектов колёс для танка Т-34, 25 тыс. корпусов для реактивных снарядов, 40 тыс. корпусов для авиабомб, 2,5 млн корпусов мин.

С 1946 года на Инструментальном заводе № 2 освоено крупное производство мотоциклов, в конце 1950-х годов завод имени Дегтярёва приступил к производству ракетного оружия.

В 1949 году основана ковровская швейная фабрика (сегодня – ОАО «Сударь»), в 1968 году создан трест «Ковровстрой». Масштабное жилищное строительство развернулось в южном микрорайоне города. В 1970 году введён в эксплуатацию новый железобетонный мост через Клязьму, в 1975 году открыто троллейбусное движение.

3 ноября 2011 года Президент России Дмитрий Медведев подписал Указ «О присвоении городу Коврову почётного звания Российской Федерации «Город воинской славы». Через два года на площади перед центральной проходной ОАО «Завод имени В. А. Дегтярёва» установлена стела «Город воинской славы».