Каслинский чугунолитейный и железоделательный завод был основан в середине 1740-х гг. посадскими людьми из Тулы - (отцом и сыном) Родионом Тимофеевичем и Яковым Родионовичем Коробковыми. 3 февраля 1747 г. в Исетской канцелярии Челябинской крепости была составлена купчая на приобретение за 150 рублей Яковом Коробковым 250 тысяч десятин земли под заводскую дачу. 18 февраля 1747 года Родион Коробков умер. "Компанейщиком" Якова стал его дед по отцу - Тимофей Тарасович Коробков. И в этом же 1747 году Коробковы заложил на Каслинском истоке между озерами Большие Касли и Иртяш, чугунолитейный и железоделательный завод. 18 августа 1749 г. завод был пущен и за месяц дал первые 6 тысяч пудов железа (кроме чугунного литья). Вокруг завода вырос поселок. В результате судебной тяжбы из-за владения рудниками Я.Р. Коробков был вынужден продать Н.Н. Демидову Каслинский завод. 13 августа 1751 г. была составлена «купчая крепость», по которой Н.Н. Демидов купил Каслинский завод за 10500 рублей. Вскоре Демидов прикупает у башкир Мякотинской волости за 250 рублей еще 350 тысяч десятин земли и в итоге становится владельцем 600 тысяч десятин богатейшей земли Южного Урала, территории большей по площади, чем Бельгия или Швейцария.

Как и для всех уральских металлургических заводов XVIII  века определяющим фактором в планировке, строительстве завода и жилого сектора была заводская водосбросная плотина. Именно этот тип плотины с её характерными элементами (вешняшным и ларевым прорезами, вешняшным мостом, рабочим ларем) предопределили размещение в определённом и практически неизменном порядке заводских фабрик и разбивку на местности уличных линий с двумя предзаводскими площадями по обеим сторонам плотины. Точной даты её возведения пока не установлено, известно лишь, что на 1762 год она была деревянной. С постройкой заводской плотины закладывались две главные композиционные оси, параллельно которым строились улицы заводских поселений. Главная из них - ось плотины - обычно совпадала с основной транспортной магистралью, а ось реки и пруда включала в застройку элементы природного ландшафта, причем в большинстве случаев эти оси были взаимно перпендикулярны. Архитектурно-планировочная схема Каслинского завода была традиционной для всх уральских заводов XVIII века. Сами же чугунолитейные и железоделательные заводы XVIII века, как на Урале, так и России, характеризовали новый тип поселения, который сложился под влиянием металлургического производства, отличавшийся от уже известных промышленных поселений. 

В 1762 году на Каслинском заводе выполнялся разовый военный заказ: было отлито 60 чугунных пушек и к ним 49325 ядер и картечи. 2 января 1774 г. (во время Крестьянской войны 1773—1775 гг. под предводительством Е. И. Пугачёва) население Каслинского завода перешло на сторону повстанцев, многие мастеровые, возглавляемые Г. Тумановым, пополнили их ряды. Весной 1774 Каслинский завод был взят правительственными войсками. Однако в июне 1774 г. башкирская конница подошла к Каслинской слободе. Во время военных действий деревянные заводские и жилые постройки (270 дворов) были полностью сожжены. Из 20 горнов осталось 16, но они все требовали ремонта. К началу 1780-х гг.  были заново отстроены производств. корпуса (некоторые эксплуатировались  до начала XXI века).  В конце XVIII века сын статского советника дворянин Н.Н. Демидов перестроил домну, вместо трех деревянных кричных фабрик возвел четыре каменные. В таком виде Каслинский завод в 1805 году перешел по завещанию внуку — Петру Григорьевичу Демидову.