Islandzkie kroniki podają informacje o odkryciu Svalbardu w 1194. Rosyjscy naukowcy utrzymują, że wyspa została zasiedlona przez rosyjskich osadników w XV wieku.
W 1596 do wyspy dotarł holenderski podróżnik Willem Barents. W miejscu obecnego osiedla w XVI-XVIII wieku istniała osada myśliwska, w której mieszkali łowcy przygód i myśliwi z całej Europy Północnej. Pod koniec XIX wieku odkryto tu bogate złoża surowców mineralnych, a w 1899 r. rozpoczęto wydobycie węgla kamiennego. W 1906 osadę Longyearbyen założył John Munroe Longyear, główny właściciel firmy Arctic Coal Company of Boston. W 1916 r. norweska firma Store Norske Spitsbergen Kulkompani odkupiła kopalnię i osadę Longyeara.
Na mocy podpisanego w 1920 roku Traktatu Spitsbergeńskiego cały archipelag oddano pod zarząd administracyjny Norwegii, która przejęła Svalbard dopiero w 1925 roku. Longyearbyen stało się nieformalną stolicą Svalbardu.
