Nơi đây có tên cổ là Vạ Cháy, bản thời Pháp thuộc thường ghi là Vat Chay hoặc Ile aux buissons (đảo bụi rậm). Tên Bãi Cháy hay Vạ Cháy ngày xưa là khu bãi cát ven biển do ngư dân bảo dưỡng thuyền gỗ bằng cách đốt lửa thui thuyền (dưới đáy và bên sườn thuyền thường có con hà bám vào rất chắc có thể ăn hỏng thuyền vì thế dân chài phải lấy lá phi lao đốt xung quanh), lửa khói quanh năm trong bãi mà thành tên.

Theo dã sử, Bãi Cháy chính là nơi đoàn thuyền lương của quân Nguyên Mông do Trương Văn Hổ cầm đầu vào xâm lược Việt Nam đã bị tướng nhà Trần là Trần Khánh Dư cùng quân dân nhà Trần thiêu cháy và bị dạt vào bờ. Do nhiều thuyền giặc bị cháy, gió mùa Đông Bắc lại thổi tạt lửa vào bờ phía tây Cửa Lục làm cháy luôn khu rừng đang hanh khô. Chính vì vậy mà khu rừng bị cháy đó có tên như ngày nay.

Trước năm 1979, Bãi Cháy là một thị trấn rộng, giáp địa phận xã Việt Hưng và huyện Hoành Bồ. Tháng 4/1979, tách khu phía tây lập thị trấn Giếng Đáy. Ngày 10/8/1981 thị trấn Bãi Cháy trở thành phường thuộc thị xã Hồng Gai.[3]