Нижнетагильский завод основан в 18 веке Демидовыми, строительство завода началось в 1720 году, а первый чугун получен 25 декабря 1725 года, преемником завода стал Нижнетагильский металлургический завод  (НТМЗ).

Строительство НТМЗ началось в январе 1931 года, первый чугун и сталь были получены только в 1940 году.

16 марта 1957 года металлургические предприятия Нижнего Тагила, существующие до этого как отдельные: Новотагильский металлургический завод, Нижнетагильский металлургический завод имени В.В.Куйбышева, Нижнетагильский коксохимический завод, Нижнетагильский огнеупорный завод, Высокогорский, Лебяжинский и Гороблагодатский железные рудники были объединены в НТМК - Нижнетагильский металлургический комбинат.

21 апреля 1960 года решением Совета Министров РСФСР НТМК присвоено имя В.И. Ленина.

2 февраля 1966 года за досрочное выполнение заданий семилетнего плана и освоение новых производственных мощностей НТМК был награжден орденом Ленина.

25 декабря 1975 года НТМК награжден орденом Октябрьской революции.

4 мая 1985 года НТМК награжден третьим орденом - орденом Отечественной войны I степени за заслуги в обеспечении Советской Армии и Военно-Морского флота в годы Великой Отечественной войны и в ознаменование 40-летия Победы.

В декабре 1992 года образовано Акционерное общество открытого типа «Нижнетагильский металлургический комбинат» (АООТ «НТМК»)

Ныне НТМК принадлежит российской металлургической компании «Евраз Груп».