Middelfart menes opstået i 1200-tallet ved Snævringen i Lillebælt pga. den kongeligt privilegerede færgefart over til Snoghøj på Jyllandssiden (Fredericia Kommune). Færgen afgik formentlig fra enden af Brogade, i hvis øvre ende den kongeligt ejede Sankt Nikolaj Kirke sandsynligvis har ligget siden 1100-tallet. Fra krydset ved kirken udgår byens middelalderlige gadenet. Hovedgaden Algade, der lå parallelt med stranden oven for kystskrænten, har et forløb mod øst og fortsætter udenfor som landevejen til Odense. I krydset mødes også de middelalderlige Gl. Vestergade og Smedegade.
Byens ældst kendte købstadsprivilegier stammer fra 1496. Fra Fyn og Vejleegnen kendes i alt fem klokker støbt af Povl Grydestøber, som virkede i Middelfart mellem år 1500 og 1507. Foruden handel og håndværk var Middelfarts erhvervsliv præget af beliggenheden ved Lillebælt i form af færgeri, fiskeri og søfart. Byen lå klemt mellem godset Hindsgavls jorder og Lillebælt, og fra 1650 fik den konkurrence fra den nye fæstningsby Fredericia på den anden side af bæltet. Middelfart var derfor længe blandt de mindste købstæder; i 1787 var der 651 indbyggere i byen.
Et særkende for byen var marsvinejægerne, hvis ældst kendte lavsvedtægter er fra 1593. I 1628 påbegyndte Christian 4. en bybefæstning, hvis voldgrav er fundet i Gimbels Gyde og bag Søndergades sydlige husrække. Vindebroen over graven er fundet i området, hvor Skovgade bliver til Knorregade. Søndergade og Knorregade antages desuden at være anlagt som voldgader samtidig med befæstningen.
I 1837 anlagdes en ny havn med havnebassin, og i 1865 kom den fynske hovedjernbane til Middelfart, der fik banegård øst for byen. I 1866 forlængedes banen til Strib med overfart til Fredericia, og Middelfart mistede herefter betydning som overfartssted. Byen udviklede sig til en industri- og arbejderby med virksomheder som J.S. Hess’ Jernstøberi (1852) og trådværket ved Nordiske Kabel- og Traadfabrikker A/S (1899). Dertil kom Sindssygeanstalten ved Middelfart (1888). Befolkningstallet voksede med 45 % fra 1890 til 1901, hvor der var 4.469 indbyggere. Nye gader og kvarterer blev anlagt i denne tid, og byen fik ny skole (1897), vandværk (1900), gasværk (1901) og elværk (1910).
I 1921 opkøbte Middelfart jord fra Hindsgavl Gods og fik udviklingsmuligheder vest for byen, hvor Vesterløkkekvarteret opstod. Fra 1924 var byen præget af opførelsen af Lillebæltsbroen, der åbnede i 1935. Indbyggertallet steg fra 6.870 i 1921 til 11.056 i 1950. En ny trafik- og bebyggelsesstruktur opstod, da jernbane med ny station og den nye hovedvej, Brovejen, anlagdes syd for byen. Her blev nye villakvarterer udstykket, og sociale boligselskaber opførte rækkehuse og etagebyggeri, bl.a. Solgården (1950) og Skovgården (1963). I 1952 åbnede Østre Skole.
I forbindelse med Kommunalreformen i 1970 fik Middelfart nyt rådhus i 1969. Sydøst for byen blev Ø-kvarteret udstykket, og Middelfart Gymnasium & HF (1972) og Lillebæltskolen (1980) opført. Nye industriområder blev lagt nordøst for byen, hvor industri- og engrosvirksomheder placeredes. Middelfart blev en populær ferie-, kursus- og konferenceby med bl.a. Byggecentrum (1968; i dag: HUSET Middelfart), den nye ferieby (1983) og Hotel Kongebrogaarden (1990). Efter år 2000 blev byens havnefront udviklet med bl.a. havnepromenade, etagebyggeri og KulturØen (2005). Indbyggertallet, der i 1970 lå på 13.315, var i 2006 steget lidt til 13.645.
