Allerede i 1804 blev der rejst forslag om at bygge en havn ved Hirtshals, som dengang var et mindre fiskerleje kaldet »Lilleheden«. En havn på dette sted ville bl.a. kunne styrke den voksende skudehandel med Norge. På grund af vanskelige vind- og strømforhold blev et bekosteligt havnebyggeri ved det afsidesliggende fiskerleje dog ikke gennemført.
Hirtshals fik sit til gengæld sit første fyr i 1863, en stenmole 1879-80, og i 1867 blev der udlagt telegrafkabel mellem Hirtshals og Arendal i Norge. I 1880’erne var fiskeriet i vækst overalt i landet, og molen og fyret ved Hirtshals betød, at området havde flere årlige fiskedage end de øvrige fiskerlejer langs kysten. De bedre indtjeningsmuligheder medførte, at fiskeriet og bebyggelsen ved Hirtshals udviklede sig. I 1898 var der 111 fiskere i Hirtshals, og i 1901 havde byen fået både skole, missionshus, kro, telegraf-, telefon- og redningsstation, dampteglværk, fabrik til fremstilling af kakkelovnsrør samt badepensionat. Da Hirtshals i slutningen af 1800-tallet desuden blev turistmål, begyndte også sommerhuse at skyde frem i klitterne omkring byen.
I 1917, mere end 100 år efter det første forslag om en havn var blevet afvist, besluttede staten at anlægge en stor fiskerihavn i tilslutning til stenmolen. Staten forventede, at den nye havn ville skabe en enorm vækst i området, og for at undgå, at Hirtshals skulle udvikle sig tilfældigt og planløst, blev der i 1919 udskrevet en arkitektkonkurrence for byen. Konkurrencen blev vundet af Steen Eiler Rasmussen og Knud Christiansen med en imponerende, struktureret plan, bygget op over en stram geometrisk figur med symmetriske gadeforløb, tre centrale rundkørsler og et stort torv ved havnen.
Havnebyggeriet i Hirtshals blev påbegyndt i 1919. I 1923 stod den første del af havnen færdig med et vandareal på ca. 6,3 ha, og 1929-30 blev den udvidet med inderhavn og yderhavn. Jernbanen mellem Hjørring og Hirtshals blev indviet i 1925, og det gav gode afsætningsmuligheder for fiskeriet. I 1924 blev der udarbejdet en udstykningsplan, som i hovedsagen fulgte den oprindelige plan. Men man havde forregnet sig: Det var forventet, at udgifterne til det nye havneanlæg skulle finansieres af grundsalget i den nye by, men kun få var villige til at betale for at bo på statens dyre grunde. I stedet byggede nye borgere på grundene uden for det planlagte område og forrykkede den planlagte struktur. Denne tendens kendetegnede byen de næste mange år, hvor den voksende befolkning vedblev med at bosætte sig uden for statsområderne.
Fiskeindustrien var i stærk vækst i årene efter 2. Verdenskrig, og Hirtshals fremstod som en driftig fiskerby med stor befolkningstilvækst. Havnen blev udbygget 1956-58 med færgeleje, 1959-62 med Vesthavnen og 1965-69 med industrihavn i øst.
I 1970 ophørte statens formynderskab i byen, da Hirtshals Kommune overtog de resterende statsejede byarealer.
Hirtshals havde i 1975 landets største konsumfiskehavn, og positionen blev fra 1979 styrket med institutioner til fiskeri- og miljøforskning samt formidling heraf. På privat initiativ fik havnen i 1989 desuden Nordeuropas første overdækkede flydedok til sprøjtemaling af skibe.
De vigtigste erhverv er transport, fiskeri, fødevareforædling og turisme, hvilket tydeligt afspejler, hvor vigtig havnen stadig er for byens erhvervsliv. Havnen er blevet udvidet hvert tiår, senest i 2012, og d. 1. januar 2001 overgik Statshavnen til kommunalt eje.
Også infrastrukturen til lands er blevet forbedret. I 1984 blev der etableret ny hovedvej til Hjørring, og i 2004 kom der motorvej til Hjørring og videre sydpå.
Hirtshals fortsatte væksten, selv om byens befolkningstal pga. udflytning til forstæderne dalede. Byens uensartede arkitektur og placeringen over havnen har siden årtusindskiftet ført til kommunale initiativer for at skabe større visuel og arkitektonisk sammenhæng mellem by og havn.
