Датой основания города считается 22 сентября 1671 г. В этот день на войсковом кругу в Черкасске было дано разрешение 22 казакам из Кагальницкого, Зимовейского и Есаулова городков устроить новый городок на Донце в пустолежащем юрту у речки Каменки. Из-за частых пожаров городок не раз менял свое местоположение. С левой стороны Донца на правую станица Каменская переселилась в 1817 г. В 1802 г. станица Каменская была названа центром Донецкого округа. В округ вошла территория, охватывающая весь северо-восток земли Войска Донского, и в нем насчитывалось 7 (позже, к 1917 году - 15) станиц.

     В январе 1918 г. в станице состоялся съезд казаков-фронтовиков, провозгласивший Советскую власть на Дону. С 1920 по 1924 годы станица Каменская входила в состав Донецкой губернии Украинской ССР. В ноябре 1924 г. создан Северо-Кавказский край, в сослав которого был передан Шахтинский округ с Каменским районом с центром - станицей Каменской. Постановлением ВЦИК РСФСР 28 марта 1927 г. станица получила статус города. Каменском-Шахтинским город стал называться после принятия постановления ВЦИК СССР 9 августа 1929 г.

     В 1954 г. по решению Президиума Верховного Совета СССР за счет разукрупнения Ростовской и соседних с ней Воронежской и Сталинградской областей была образована Каменская область с центром в г. Каменск-Шахтинском. В Каменскую область входили 9 городов и 11 рабочих поселков, а также 41 район (32 – в Ростовской области, 5 – в Воронежской, 4 – в Сталинградской). Указом Президиума Верховного Совета РСФСР в ноябре 1957 г. Каменская область была упразднена.