Youngstown bol pomenovaný po rodákovi z New Yorku Johnovi Youngovi. Ten túto oblasť vymeral v roku 1796. Krátko nato sa tam presťahoval. Dňa 9. februára 1797 Young kúpil mesto s rozlohou 15 560 akrov (6 300 ha) od spoločnosti Western Reserve Land Company za 16 085 dolárov. Začiatok mesta Youngstown v roku 1797 bol oficiálne zaznamenaný 19. augusta 1802.
Oblasť dnešného Youngstownu bola súčasťou Connecticutskej západnej rezervácie. Bola to časť Severozápadného územia pre osadníkov zo štátu Connecticut. Hoci mnohí z prvých osadníkov tejto oblasti pochádzali z Connecticutu, v Youngstowne žilo aj veľké množstvo škótsko-írskych osadníkov zo susednej Pensylvánie. Prvými Európanmi, ktorí sa v oblasti usadili, boli rodák z Pittsburghu James Hillman a jeho manželka Catherine Doughertyová. Do roku 1798 žilo v Youngstowne niekoľko rodín v blízkosti miesta, kde sa Mill Creek vlieva do rieky Mahoning. Obec Boardman Township založil v roku 1798 Elijah Boardman. Bol členom Connecticut Land Company. V roku 1798 založil John McCollum aj Austintown. Bol to osadník z New Jersey.
V roku 1800 guvernér Arthur St. Clair vytvoril okres Trumbull (pomenovaný podľa guvernéra Connecticutu Jonathana Trumbulla). Za sídlo okresu určil menšie mesto Warren. V roku 1813 bol okres Trumbull rozdelený na mestské časti, pričom veľkou časťou okresu, ktorý sa stal okresom Mahoning, bolo mesto Youngstown. Obec Youngstown bola založená v roku 1848 a v roku 1867 bol Youngstown vyhlásený za mesto. V roku 1876 sa stal sídlom okresu.
Objav uhlia v obci na začiatku 19. storočia pomohol Youngstownu stať sa súčasťou Erijského kanála. Spoločnosť Pennsylvania and Ohio Canal Company bola založená v roku 1835. Kanál bol dokončený v roku 1840. David Tod, ktorý bol neskôr počas občianskej vojny guvernérom Ohia, presvedčil majiteľov parníkov na jazere Erie, že uhlie z údolia Mahoning by mohlo poháňať ich lode, ak by bola k dispozícii doprava kanálom medzi Youngstownom a Clevelandom. Príchod železnice v roku 1856 uľahčil ďalší hospodársky rast.
Vďaka priemyselnému rozvoju Youngstownu sa Mahoning Valley zmenilo. Vďaka uhoľnému priemyslu prišli do tejto oblasti stovky prisťahovalcov z Walesu, Nemecka a Írska. So začiatkom prevádzky oceliarní koncom 19. storočia sa Youngstown stal obľúbeným cieľom prisťahovalcov z východnej Európy, Talianska a Grécka. Začiatkom 20. storočia sa do obce prisťahovalo viac prisťahovalcov z neeurópskych krajín vrátane dnešného Libanonu, Izraela a Sýrie. V 20. rokoch 20. storočia táto zmena v počte obyvateľov mesta rozrušila ľudí, ktorí tu žili predtým. Kvôli ich hnevu sa Mahoning Valley stalo centrom aktivít Ku Klux Klanu. Situácia vyvrcholila v roku 1924, keď pouličné zrážky medzi členmi Klanu a talianskymi a írskymi Američanmi v susednom Niles viedli guvernéra Ohia A. Victora Donaheyho k vyhláseniu stanného práva. Do roku 1928 bol Klan v prudkom úpadku a o tri roky neskôr skupina predala svoj priestor na stretávanie v Canfielde v Ohiu, Kountry Klub Field.
Rast priemyslu spôsobil, že do Youngstownu prichádzalo viac ľudí zo Spojených štátov a Latinskej Ameriky. Koncom 19. storočia boli v Youngstowne hojne zastúpení Afroameričania. Prvá miestna africká metodistická episkopálna cirkev vznikla v roku 1871. V roku 1880 bol miestny právnik William R. Stewart ako druhý Afroameričan zvolený do Snemovne reprezentantov v Ohiu. Veľký nárast počtu Afroameričanov na začiatku 20. storočia bol spôsobený zmenami v priemyselnej oblasti. Počas celoštátneho štrajku v oceliarskom priemysle v roku 1919 miestni priemyselníci prijali tisíce robotníkov z juhu, z ktorých mnohí boli čierni. Tento krok rozrušil miestnych belochov a afroamerickí oceliari po desaťročia zažívali diskrimináciu na pracovisku. Migrácia z Juhu sa dramaticky zvýšila v 40. rokoch 20. storočia, keď mechanizácia južanského poľnohospodárstva ukončila vykorisťujúci systém podielového obrábania pôdy, čo viedlo bývalých poľnohospodárskych robotníkov k hľadaniu práce v priemysle.
Obyvateľstvo mesta sa stalo rozmanitejším po skončení druhej svetovej vojny, keď zdanlivo silný oceliarsky priemysel prilákal tisíce pracovníkov. V 50. rokoch 20. storočia výrazne vzrástol počet latinskoamerických obyvateľov a v 70. rokoch 20. storočia patrili rímskokatolícky kostol svätej Ruženy z Limy a Prvý španielsky baptistický kostol v Ohiu medzi najväčšie náboženské inštitúcie pre španielsky hovoriacich obyvateľov v metropolitnej oblasti Youngstownu. Hoci rozmanitosť patrí k trvalým charakteristikám komunity, priemyselná ekonomika, ktorá do oblasti priťahovala rôzne skupiny, sa koncom 70. rokov 20. storočia zrútila. V reakcii na následné problémy mesto podniklo dobre propagované kroky na ekonomickú diverzifikáciu, pričom stavia na niektorých tradičných silných stránkach.
