Завод был основан в 1732 году по приказу Вильгельма де Геннина, российского военного инженера немецкого происхождения. Чуть раньше он же основал завод, который дал начало Екатеринбургу.
Завод построили в короткие сроки, оснастили самой передовой по тем временам техникой. Однако он выдавал продукции гораздо меньше, чем рассчитывали чиновники горного ведомства. Нерентабельный казенный завод было решено продать частному лицу. В 1759 году завод перешел крупному уральскому солепромышленнику и горнозаводчику Алексею Турчанинову. Он сделал ставку не только на выпуск металла, но и изделий из него. При Турчанинове производительность выросла, улучшилось качество продукции. Сысертское железо обрело большую известность как в России, так и в мире.
Продукция Сысертских заводов была узнаваемой — на нее ставилось клеймо в виде цапли
Эмблема в виде этой птицы появилась после того, как в 1783 году императрица Екатерина II пожаловала Алексею Турчанинову дворянский титул — за то, что он отразил нападения отрядов пугачевцев на завод. В грамоте на дворянство имелось описание герба нового дворянского рода: «Щит, разрезанный надвое: в верхней части, в золотом поле, орлиное крыло, в знак императорской милости; в нижней части в голубом поле серебряная цапля, держащая в правой руке камень в знак того, что он (Турчанинов) бдением своим учинил многие как нам, так и государству услуги».
Эмблемой сысертских заводчиков можно было бы сделать кнут и пряник. Скорее, один пряник и много кнутов. Этими кнутами и выпороли несколько сотен рабочих и членов их семей в июле 1808 года, когда отряд царских войск вошел в Сысерть, чтобы подавить волнение рабочих. Волнения повторились в 1830 году. Много участников этого события было арестовано, отправлено в заводскую тюрьму. А многие бесследно исчезли и числились беглыми.
По слухам, людей, неугодных заводчикам, прятали в тайное подземелье
После смерти Алексея Турчанинова в 1787 году имущество его было поделено на несколько частей между наследниками. Одна из его дочерей — Наталья Колтовская выкупила права у других заводовладельцев и в 1832 году передала все сыну Павлу Соломирскому. Вплоть до 1917 года Сысертским заводом владели Соломирские.
В начале 20 века рабочие завода устраивали стачки, добиваясь улучшения своего положения.
Про завод в Сысерти писал даже Владимир Ленин в статье «Стачки металлистов» в 1912 году
После изгнания белогвардейцев Сысертский завод перешел государству.
В 1925 году завод был передан в концессию английской компании «Голдфилдс Лимитед» сроком на 50 лет
По названию компании понятно, что иностранцев интересовал совсем не чугун, а золото. Но проект не задался, англичане ушли отсюда гораздо раньше, уже в 1930 году.
Судьба старого металлургического завода была предрешена: ввиду крайней ветхости оборудования, слабости местной рудной базы, транспортной оторванности района металлургическое производство прекратило свое существование.
В 1932 году на заводе было установлено новое оборудование, построено здание литейного цеха. Здесь наладили производство запчастей для тракторов, Сысертский металлургический завод перешел в разряд машиностроительных.
Позже на базе Сысертского завода возникло предприятие «Уралгидромаш», производственные мощности которого сейчас находятся на другой территории.
В 1997-м производство остановлено, завод купили частные лица. Сначала хотели открыть апартаменты, потом — культурно-развлекательный комплекс. Но ни одна из идей не была доведена до конца.
В 2020 году стартовал новый проект — «лето на Заводе». На территории старого завода возвели сцену в виде амфитеатра, ярмарочные ряды, открыли точки общепита, лавки ремесленных товаров, кофейни и лекторий, а также облагородили территорию вокруг завода и создали арт-объекты. Сейчас здесь открыта новая культурная площадка.
Восстановление исторического здания на данном этапе не предусмотрено.