Norilsk được thành lập vào cuối những năm 1920, nhưng ngày thành lập chính thức là theo truyền thống vào năm 1935, khi Norilsk được mở rộng như một khu định cư cho khu phức hợp khai thác luyện kim Norilsk và trở thành trung tâm của hệ thống trại cải tạo lao động Norillag. Nó đã được cấp tình trạng định cư kiểu đô thị vào năm 1939 và tình trạng thị trấn vào năm 1953.

Norilsk nằm giữa đồng bằng Tây Xibia và cao nguyên Trung Xibia dưới chân cao nguyên Putoran cao 1.700 mét (5.600 ft), trên một số mỏ niken lớn nhất trên Trái Đất. Do đó, khai thác và luyện quặng là ngành công nghiệp chính. Norilsk là trung tâm của một khu vực nơi khai thác niken, đồng, coban, platin, paladi và than đá. Các mỏ khoáng sản ở Siberia Craton đã được biết đến trong hai thế kỷ trước khi Norilsk được thành lập, nhưng việc khai thác chỉ bắt đầu vào năm 1939, khi các phần chôn của các cuộc xâm nhập của Norilsk-Talnakh được tìm thấy bên dưới địa hình đồi núi.

Talnakh là mỏ khai thác/làm giàu chính hiện nay từ nơi một nhũ tương quặng được làm giàu được bơm đến các nhà máy luyện kim của Norilsk.

Để hỗ trợ thành phố mới, tuyến đường sắt Norilsk đến cảng Dudinka trên sông Yenisei đã được thành lập, đầu tiên là một tuyến đường hẹp (mùa đông 1935- 36), sau đó là 1.520 mm (4 ft 11 27⁄32 in) theo tiêu chuẩn đường đo của Nga (hoàn thành vào đầu những năm 1950). Từ Dudinka, niken và đồng được vận chuyển đến Murmansk bằng đường biển và sau đó, đến nhà máy luyện kim Monchegorsk trên Bán đảo Kola, trong khi khoáng sản quý giá hơn đi ngược dòng sông đến Krasnoyarsk. Giao thông vận tải này chỉ diễn ra trong mùa hè. Cảng Dudinka bị đóng cửa và tháo dỡ trong trận lũ lụt do băng tan lên tới 20 mét (66 ft) vào cuối tháng 5 (một sự kiện mùa xuân điển hình trên tất cả các con sông tại Siberia).

Đầu những năm 1950, tuyến đường sắt Salekhard-Igarka đang được xây dựng từ thành phố than châu Âu Vorkuta qua Salekhard /sông Obi và Norilsk có một nhà ga rộng rãi được xây dựng với mong muốn phục vụ tàu tới thủ đô Moskva, nhưng việc xây dựng đã dừng lại sau khi Joseph Stalin qua đời.

Theo tài liệu lưu trữ của Norillag, 16.806 tù nhân đã chết ở Norilsk trong điều kiện lao động cưỡng bức, đói khát và lạnh giá trong suốt thời gian tồn tại của trại (1935-1956). Tử vong đặc biệt cao trong chiến tranh thế giới thứ hai từ năm 1942, khi mà nguồn cung cấp thực phẩm đặc biệt khan hiếm. Các tù nhân đã tổ chức cuộc nổi dậy phi bạo lực Norilsk vào năm 1953. Một số tù nhân vô danh nhưng đáng kể vẫn tiếp tục phục vụ và chết trong hầm mỏ cho đến khoảng năm 1979. Norilsk-Talnakh tiếp tục là một mỏ nguy hiểm để làm việc. đã có 2,4 vụ tai nạn trên một nghìn công nhân trong năm 2005. Năm 2017, Norilsk Niken tuyên bố rằng họ đã giảm gần 60% tỷ lệ thương tật do mất thời gian nói chung kể từ năm 2013.