Στην αρχαιότητα, η Ελευσίνα ήταν μια από τις 5 ιερές πόλεις (οι άλλες 4 ήταν οι Αθήνα, Ολυμπία, Δελφοί και Δήλος) και ένα πολύ σημαντικό θρησκευτικό κέντρο όπου άνθησε η λατρεία της Δήμητρας και της κόρης της Περσεφόνης. Στην πόλη υπήρχε το Ιερό της θεάς Δήμητρας, στο οποίο γίνονταν τα περίφημα Ελευσίνια Μυστήρια, μια μυστικιστική τελετή για την οποία γνωρίζουμε πολύ λίγα, καθώς τα αρχαία Μυστήρια περιβάλλονταν με πέπλο σιωπής κατόπιν θεϊκής εντολής.
Τα Ελευσίνια Μυστήρια ήταν ετήσια γιορτή και μυστηριακή τελετή προς τιμήν της θεάς Δήμητρας και της Περσεφόνης. Επρόκειτο για την ιερότερη και πιο σεβαστή τελετή από όλες τις γιορτές της αρχαίας Ελλάδας. Μπορούσαν να πάρουν μέρος όλοι οι άνθρωποι, ανεξάρτητα από ηλικία, φύλο, οικονομική και κοινωνική θέση, και εξαιρούνταν όσοι δεν γνώριζαν την ελληνική γλώσσα ή είχαν διαπράξει έγκλημα.
Το ιερό της Ελευσίνας, χτισμένο στη μεγαλύτερη πεδιάδα της Αττικής, στο Θρυάσιο Πεδίο, πιθανότατα υπήρχε από τα Μυκηναϊκά χρόνια (1600 – 1100 π.Χ.) και χρησιμοποιούνταν για τη λατρεία της θεάς Δήμητρας (Δη = Γη + μήτηρ) και της Κόρης Περσεφόνης, που την συναντάμε συχνότερα με την προσωνυμία Κόρη. Ήταν και οι δύο θεότητες που συνδέονταν με την καλλιέργεια της γης και την ανάπτυξη των καρπών, ιδιαίτερα των σιτηρών, που ακόμη και σήμερα αποκαλούνται «δημητριακά».
Tο πρώτο όνομα της Ελευσίνας ήταν Σαισαρία. Τον καιρό των Ελευσίνιων Μυστηρίων όμως, ο Κελεός ο οποίος αναφέρεται ως ο πρώτος ιεροφάντης (ο ανώτερος ιερέας των Μυστηρίων, με ισόβια θητεία), για να τιμήσει τον ήρωα Ελεύσινο και πατέρα του, έδωσε το όνομά του στην πόλη. Κατά μια άλλη εκδοχή, η ονομασία Ελευσίς προέρχεται από το ρήμα ελεύσομαι (= έρχομαι), σημαίνει δηλαδή τον τόπο της άφιξης, ίσως εξαιτίας των Μυστηρίων;
To τέλος της ιστορίας της αρχαίας Ελευσίνας συμπίπτει με το τέλος των Ελευσίνιων Μυστηρίων, στα τέλη του 4ου αιώνα μ.Χ. Ο τελευταίος Ιεροφάντης, ο Νεστόριος, προφήτεψε το τέλος τους. Σύμφωνα με ανασκαφές, το Ελευσίνιο Ιερό έπαψε να υπάρχει το 395μ.Χ.
Ο 5ος αι. μ.Χ. βρήκε την Ελευσίνα χριστιανική. Οι πειρατικές επιδρομές άρχισαν από τις αρχές του 7ου αιώνα και η Ελευσίνα ακολουθεί τον αποδεκατισμό και την καταστροφή της γενικότερης περιοχής, από Άραβες, Μουσουλμάνους, Γενοβέζους, Νορμανδούς κ.ο.κ. Οι κάτοικοι φεύγουν σταδιακά για την ενδοχώρα, όπου έχουν μεγαλύτερη προστασία από τις επιδρομές.
Το 1458 η Αττική καταλαμβάνεται από τους Τούρκους οριστικά. Το 1798 αναφέρεται ότι ο πληθυσμός φθάνει τους 200 κατοίκους. Μετά την Ελληνική Επανάσταση του 1821, η Ελευσίνα αρχίζει πάλι να ανθεί. Το 1850 ο πληθυσμός της ήταν 137 οικογένειες με σύνολο ατόμων 585. Το 1879 οι κάτοικοι έφθασαν τους 1185. Χτίζονται δρόμοι και σπίτια. Το λιμάνι της Ελευσίνας λειτουργεί για την διακίνηση του γεωργικού και κτηνοτροφικού πλεονάσματος προς την Αθήνα και την Κόρινθο.
Στα τέλη του 19ου αιώνα με αρχές 20ου, η Ελευσίνα αναπτύσσεται βιομηχανικά. Μετά τους παγκόσμιους πολέμους, η βιομηχανική ανάπτυξη συνεχίστηκε μέχρι και πριν από λίγες δεκαετίες. Tα χρόνια μεταξύ 1980 και 2000, οι περισσότερες από τις υπάρχουσες βιομηχανίες έκλεισαν και άνοιξαν άλλες στη θέση τους, πιο μικρές. Οι χώροι των μεγάλων εργοστασίων έγιναν αποθηκευτικοί χώροι ή παραμένουν σήμερα ανενεργοί (όπως Βότρυς, Κρόνος, Ελαιουργική).