На месте сегодняшнего Гремячинска, в таежной глуши в 1929-1930 годах ученые обнаружили каменный уголь. Последующие пять лет местность активно разведывалась.
История Гремячинска связана с разработкой Гремячинского угольного месторождения.
Заселение территории началось во время Великой Отечественной войны, когда Донецкие угольные бассейны оказались в немецкой оккупации.
Уральские заводы все увеличивали спрос на угольное топливо, было принято решение в максимально короткие сроки освоить Гремячинское месторождение.
В 1942 году добыча угля началась, а шахтёрские посёлки и посёлок Баская объединили в поселок городского типа Гремячинский.
Первыми поселенцами стали заключенные ГУЛАГа, недавние заключенные и «спецпоселенцы», в основном немецкие военнопленные.
Шахтеры Гремячинска быстро вышли на проектную мощность новых шахт, и начали не только выполнять, но и перевыполнять план по добыче угля.
В условиях военного времени на новом месторождении было построено восемь шахт и крупный шахтерский поселок.
В начале 1945 года, появились предложения организовать город областного подчинения. Однако проекты оставались лишь проектами и лишь в мае 1949 года Гремячинск преобразовали в город.
В будущем история Гремячинска будет сродни истории других городов Кизеловского угольного бассейна.
С 1960 годов прошлого века добыча угля в Кизеловском бассейне стала убыточной и начала сокращаться.
Последняя шахта Гремячинского месторождения была закрыта в 2000 году.
После ликвидации шахт в девяностые годы город Гремячинск превратился в поселок при газокомпрессорной станции.