En enero de 1779 la expedición comandada por Juan de la Piedra descubrió el Golfo San José, y desembarcó en la actual Playa Villarino.
La fundación de la ciudad fue el 28 de julio de 1865, cuando llegaron a sus costas 150 galeses en el "Velero Mimosa", denominando al puerto natural en el que desembarcaron "Puerto Madryn", en referencia a Love Jones Parry, que era el "Barón de Madryn" en Gales. El asentamiento creció como resultado de la llegada del ferrocarril, que la conectaba con Trelew.
Un año después se inicia la construcción de la vía del ferrocarril que uniría Puerto Madryn con la ciudad de Trelew, y en la que interviene mano de obra de inmigrantes galeses, españoles e italianos en su mayoría.
El crecimiento de la ciudad se produjo por el desarrollo de actividades ferroviarias, portuarias, que sustentaban al sector de servicios, como depósitos y comercios.
Sin embargo, en la década de 1970 se produjeron grandes cambios: al levantarse las franquicias de aduana, desaparecieron las empresas marítimas que operaban en el puerto. También el ferrocarril fue cerrado, y surgió el turismo como fuente de ingresos para una zona que hasta el momento no era considerada dentro de los circuitos turísticos tradicionales. En esta época también se asentaron nuevas industrias, como la planta de aluminio Aluar.
Estos cambios produjeron un gran crecimiento de la población estable e incrementaron la prestación de servicios a la región.
