История города уходит корнями в XVI век, когда на его территории располагалось село Муромцево.
В 1834 году на месте современного Красноармейска на берегу Вори у села Муромцево была основана Вознесенская бумаго-прядильная фабрика. Продукция мануфактуры славилась и получала различные призы на выставках.
После революции мануфактура получила новое название — текстильная фабрика имени Красной Армии и Флота (КРАФ), а C 1928 года был образован рабочий посёлок Краснофлотский (с 1929 года — Красноармейский).
В 1933-1934 годах в лесном массиве севернее поселка открылся Софринский артиллерийский полигон, ныне ФКП НИИ «Геодезия», имеющий большое значение в обороноспособности страны. На его территории испытаны и сданы на вооружение тысячи новейших образцов артиллерийского и ракетного вооружения, боеприпасов, военной и космической техники. Именно на этом полигоне за 5 дней до начала Великой Отечественной войны проведены показательные стрельбы реактивной установки, получившей вскоре название «Катюша».
После войны на территории полигона были основаны новые предприятия оборонного значения: Красноармейский научно-исследовательский институт механизации (ОАО «КНИИМ»), Красноармейское научно-производственное подразделение федерального государственного унитарного предприятия «Государственное научно-производственное предприятие «Базальт» (КНПП ФГУП «ГНПП «Базальт»). Кроме того, в поселке открылось отделение Московского института теплотехники, работавшего для ракетостроения.
Эти события, а также увеличение мощности фабрики обусловили дальнейшее развитие города: 12 марта 1947 года поселок Красноармейский, состоящий из несвязанных между собой рабочих поселков, был преобразован в город Красноармейск районного подчинения в составе Пушкинского района. Ушли в прошлое деревянные дома, колодцы, печное отопление, грязь и темнота на улицах. Красноармейск стал благоустроенным городом с асфальтированными улицами, многоэтажными домами, зелеными бульварами, водопроводом, канализацией, центральным отоплением, школами, детскими садами и яслями, поликлиниками и магазинами, столовыми и комбинатами бытового обслуживания, современными транспортом и дорогами.
7 сентября 1992 года произошло еще одно важнейшее событие в истории города – в соответствии с Указом Президиума Верховного Совета РСФСР № 3470-1 Красноармейску присвоен статус города областного подчинения.
25 февраля 2005 года муниципальное образование «Город Красноармейск» Московской области Законом Московской области № 57/2005-ОЗ наделен статусом городского округа.
С 2006 года наименование муниципального образования — городской округ Красноармейск.
