Nordborg er vokset frem i tilknytning til slottet, som er grundlagt i 1100-tallet. I 1483 nævnes første gang et lille bysamfund med betegnelsen »Købing«, som peger på, at det var tænkt som købstad, men aldrig blev det. At dømme ud fra antallet af skatteydere var der tale om en meget lille bebyggelse.
I årene 1622‑68 og igen 1676‑1729 var Nordborg hovedsæde for et lille hertugdømme. Tilstedeværelsen af et hof fremmede byens udvikling, og bysamfundet fik status som flække med delvise byrettigheder. Hoffets forsvinden var et tab for byen, men den bevarede en række administrative funktioner, og i 1700-tallet oplevede den en betydelig udvikling som oplandsby med havn i Dyvig. I 1801 havde Nordborg en befolkning på 850, hvilket kunne måle sig med mange købstæder i kongeriget. Englandskrigene 1807‑14 betød tilbageslag, men der var en vis vækst igen i første halvdel af 1800-tallet.
Nordborg stagnerede i tiden under tysk styre, selv om byen fik jernbane i 1898, og der blev etableret visse nye virksomheder. Befolkningstallet lå i 1855 på 1.289, men det var i 1921 faldet til 1.035. Udviklingen var flyttet til Sønderborg. Nationalt var byen det meste af tiden overvejende dansk, men dog med et ikke ubetydeligt tysk element – i øvrigt den eneste nævneværdige tyske bastion på Nordals.
Nordborg bevarede sin status som flække efter 1920. Der indtrådte en moderat vækst, men udviklingen tog for alvor fart efter 1945 med Danfoss som den store vækstmotor. En stor del af væksten skete dog i nabosognekommunen Havnbjerg, hvor store boligkvarterer voksede frem, især i den nye bebyggelse Langesø mellem Danfoss og Nordborg. Den omfattede både etageejendomme, rækkehuse og villakvarterer. Væksten styrkede til gengæld igen Nordborg som centerby for Nordals med handel, håndværk og service. Indbyggertallet var i 1970 nået op på 4.132.
Med Kommunalreformen i 1970 mistede Nordborg sin status som flække, men blev til gengæld lagt sammen med nabokommunerne til en forholdsvis stor kommune. Byen var administrativt center for Nordborg Kommune frem til 2007. Byområdet fortsatte med at vokse i 1970’erne, og byen passerede 8.000 indbyggere ved udgangen af årtiet. Siden 1990’erne har udviklingen til gengæld været præget af markant nedgang. Antallet af lokale arbejdspladser på Danfoss faldt kraftigt, og byen mistede meget af sin centerfunktion. I år 2000 havde Nordborg 7.652 indbyggere, og dette tal var i 2006 faldet yderligere til 7.248.
