Youngstown byl pojmenován po newyorském rodákovi Johnu Youngovi. Ten oblast vyměřil v roce 1796. Brzy poté se tam přestěhoval. Dne 9. února 1797 koupil Young město o rozloze 15 560 akrů (6 300 ha) od společnosti Western Reserve Land Company za 16 085 dolarů. Počátek Youngstownu z roku 1797 byl oficiálně zaznamenán 19. srpna 1802.
Oblast dnešního Youngstownu byla součástí Západní rezervace Connecticutu. Pro osadníky ze státu Connecticut to byla součást Severozápadního území. Mnoho prvních osadníků této oblasti pocházelo z Connecticutu, ale v Youngstownu žilo také velké množství skotsko-irských osadníků ze sousední Pensylvánie. Prvními Evropany, kteří se v oblasti usadili, byli pittsburský rodák James Hillman a jeho žena Catherine Doughertyová. V roce 1798 se v Youngstownu usadilo několik rodin, které žily poblíž místa, kde se Mill Creek vlévá do řeky Mahoning. Městečko Boardman Township založil v roce 1798 Elijah Boardman. Byl členem Connecticut Land Company. V roce 1798 založil John McCollum také Austintown. Byl to osadník z New Jersey.
V roce 1800 vytvořil guvernér Arthur St. Clair okres Trumbull (pojmenovaný po guvernérovi Connecticutu Jonathanu Trumbullovi). Jako "sídlo hrabství" jmenoval menší město Warren. V roce 1813 bylo Trumbull County rozděleno na městské obvody, přičemž Youngstown Township byl velkou částí toho, co se stalo Mahoning County. V roce 1848 byla založena obec Youngstown a v roce 1867 byl Youngstown prohlášen za město. V roce 1876 se stal sídlem okresu.
Objev uhlí v obci na počátku 19. století pomohl Youngstownu stát se součástí Erijského kanálu. Společnost Pennsylvania and Ohio Canal Company byla založena v roce 1835. Průplav byl dokončen v roce 1840. David Tod, který byl později během občanské války guvernérem Ohia, přesvědčil majitele parníků na Erijském jezeře, že uhlí z údolí Mahoning by mohlo pohánět jejich lodě, pokud by byla k dispozici doprava kanálem mezi Youngstownem a Clevelandem. Příchod železnice v roce 1856 usnadnil další hospodářský růst.
Díky průmyslovému rozvoji Youngstownu se Mahoning Valley změnilo. Díky uhelnému průmyslu sem přišly stovky přistěhovalců z Walesu, Německa a Irska. Se zahájením provozu oceláren na konci 19. století se Youngstown stal oblíbeným cílem přistěhovalců z východní Evropy, Itálie a Řecka. Na počátku 20. století se do obce přistěhovalo více lidí z mimoevropských zemí včetně dnešního Libanonu, Izraele a Sýrie. Ve 20. letech 20. století tato změna v počtu obyvatel města rozrušila lidi, kteří zde byli dříve. Kvůli jejich hněvu se Mahoning Valley stalo centrem činnosti Ku-klux-klanu. Situace vyvrcholila v roce 1924, kdy pouliční střety mezi členy Klanu a italskými a irskými Američany v sousedním Niles vedly guvernéra Ohia A. Victora Donaheye k vyhlášení stanného práva. V roce 1928 byl Klan v prudkém úpadku a o tři roky později skupina prodala své shromaždiště v Canfieldu ve státě Ohio, Kountry Klub Field.
S rozvojem průmyslu přicházelo do Youngstownu stále více lidí ze Spojených států a Latinské Ameriky. Koncem 19. století byli v Youngstownu hojně zastoupeni Afroameričané. První místní africká metodistická episkopální církev byla založena v roce 1871. V 80. letech 19. století byl místní právník William R. Stewart jako druhý Afroameričan zvolen do Sněmovny reprezentantů státu Ohio. Velký nárůst počtu Afroameričanů na počátku 20. století byl způsoben změnami v průmyslové oblasti. Během celostátní ocelářské stávky v roce 1919 místní průmyslníci přijali tisíce dělníků z Jihu, z nichž mnozí byli černoši. Tento krok rozrušil místní bělochy a afroameričtí oceláři se po desetiletí setkávali s diskriminací na pracovišti. Migrace z Jihu dramaticky vzrostla ve 40. letech 20. století, kdy mechanizace jižanského zemědělství ukončila vykořisťovatelský systém pachtů, což vedlo někdejší zemědělské dělníky k hledání práce v průmyslu.
Po skončení druhé světové války, kdy zdánlivě silný ocelářský průmysl přilákal tisíce dělníků, se obyvatelstvo města stalo rozmanitějším. V 50. letech 20. století výrazně vzrostl počet latinskoamerických obyvatel a v 70. letech 20. století patřily římskokatolický kostel svaté Růže z Limy a První španělský baptistický kostel v Ohiu k největším náboženským institucím pro španělsky mluvící obyvatele v metropolitní oblasti Youngstownu. Zatímco rozmanitost patří k trvalým charakteristikám komunity, průmyslová ekonomika, která do oblasti přitahovala různé skupiny obyvatel, se koncem 70. let 20. století zhroutila. V reakci na následné problémy město podniklo dobře medializované kroky k ekonomické diverzifikaci, přičemž se opírá o některé tradiční silné stránky.
