Um 780 soll Karl der Große auf dem Hartesberge eine Kapelle gebaut haben. Dies lässt sich historisch nicht nachweisen. Gesichert ist jedoch die Gründung eines Stifts im Jahr 916. Zwischen 1066 und 1068 wurde die Harzburg durch Heinrich IV. gebaut. Nach dem Bau der Harzburg wurde die Stadt Neustadt unter der Harzburg genannt. 1569 wurde von Herzog Julius eine Solequelle gefunden und für die Saline Juliushall erschlossen. Im Dreißigjährigen Krieg wurden sämtliche Dörfer zerstört.
Ab 1831 war Neustadt als Kur- und Badeort bekannt. 1851 wurde die Saline geschlossen und es entstand der eigentliche Badebetrieb. Nach dem Vorbild der großen europäischen Bäder entstand eine Kolonie von zunächst auswärtigen wohlhabenden Bürgern, die es verstanden, die mondänen Anforderungen der damaligen Zeit am Fuße des Harzes zu vereinen: elegante Hotels, ein Spielcasino, eine Pferderennbahn und zahlreiche Kuranlagen.
Bis 1892 erwuchs daraus eine selbstbewusste Badegemeinde, die sich nunmehr nicht mehr beliebig Neustadt nannte, sondern den Namen des braunschweigischen Amtes Harzburg verwendete. Seit dem 27. Mai 1892 darf sich die Gemeinde Bad Harzburg nennen. Der Status einer Stadt wurde Bad Harzburg erst 1894 zugesprochen.
In Harzburg wurde 1819 eine Post-Expedition eingerichtet, die 1848 in eine Postverwaltung umgewandelt wurde und 1855 zum Bahn- und Postamt umfirmierte, das über weitere Bezeichnungsänderungen bis 1904 zum Postamt I. Klasse wurde. Neben dieser Postanstalt gab es seit 1843 eine Station für die Pferdepost mit Postillionen. In Bündheim war Ende 1840 eine Extrapost-Station eingerichtet worden, eine Post-Agentur bestand seit 1886. In Schlewecke bestand zwischen 1893 und 1903 ebenfalls eine Post-Agentur. Harlingerode erhielt 1880 seine Post-Agentur.
Zur umfangreicheren Darstellung des Postwesens siehe: Postgeschichte von Bad Harzburg.
Überregionale Bekanntheit erlangte die Stadt 1931, als der Aufmarsch der sogenannten Harzburger Front die unter Alfred Hugenberg versammelten rechtsextremen Parteien und Verbände der Weimarer Republik gegen das Kabinett Brüning bündelte: DNVP, NSDAP, SA und Stahlhelm. Die Teilnahme an dem Bündnis machte Hitler in den konservativen, deutschnationalen Kreisen salonfähig und gilt als großer Schritt zur späteren Machtergreifung.
Bad Harzburg ist Endpunkt der Bahnstrecke Braunschweig–Bad Harzburg, der Eisenbahnlinie (KBS 320) Hannover–Hildesheim–Salzgitter-Ringelheim–Goslar–Bad Harzburg (siehe Bahnstrecke Oker–Bad Harzburg), der Linie (KBS 354) Bad Harzburg–Goslar–Seesen–Kreiensen. Der ungünstig gelegene Kopfbahnhof von Bad Harzburg hat dazu geführt, dass die Fortsetzung der Bahnlinien nach Osten nicht (wie vor der Deutschen Teilung) über Bad Harzburg und Eckertal, sondern über Vienenburg in Richtung Wernigerode und Halberstadt verläuft (siehe Bahnstrecke Heudeber-Danstedt–Bad Harzburg/Vienenburg).
Bad Harzburg soll zudem Endpunkt der Linie 1 der neuen RegioStadtBahn Braunschweig werden, wodurch sich die Anbindung an die Braunschweiger Innenstadt verbessert und eine umstiegsfreie Verbindung von Bad Harzburg nach Uelzen entsteht.[2]
In Bad Harzburg endete bis 2001 die Autobahn A 395 von Braunschweig über Wolfenbüttel nach Süden. Sie verzweigt sich nördlich der Stadt in drei Richtungen: Die B 6n nach Osten über Stapelburg, Wernigerode nach Blankenburg und weiter nach Aschersleben und Bernburg, die B 4 nach Süden durch Bad Harzburg quer durch den Harz über Torfhaus und Braunlage nach Nordhausen und Erfurt sowie die B 6 nach Westen über Goslar, Salzgitter-Bad nach Hildesheim.
Seit 1929 befördert die Burgbergseilbahn Gäste auf den 482,80 m hoch gelegenen Großen Burgberg mit der sogenannten Canossasäule und der Ruine der Harzburg.