Kemin kaupunki perustettiin vuonna 1869 ja se on naapurikaupunkinsa Tornion jälkeen Lapin maakunnan vanhin kaupunki ja viimeisiä niin sanottuja Suomen vanhoja kaupunkeja.
Vaikka Kemi on tunnettu savupiipputeollisuudestaan, niin ensimmäisinä vuosikymmeninään se oli alueeltaan ja väestöltään pienehkö kauppakaupunki. Teollisuuskaupungiksi se muuttui vasta vuoden 1931 alueliitoksen myötä, jolloin Kemin maalaiskunnasta erotetulla liitosalueella sijainneet suuret teollisuuslaitokset Kemi Oy ja Veitsiluoto Oy siirtyivät osaksi kaupunkia. Kemin asukasluku ja pinta-ala moninkertaistuivat liitoksen myötä.
Kuten monet muutkin teollisuuspaikkakunnat myös Kemi on viime vuosikymmeninä kärsinyt väestökadosta. Kaupungin asukasluku 1960-luvun puolivälissä oli lähes 30 000, mutta vuonna 2010 enää alle 23 000 asukasta.
Kemijokisuu ennen kaupunkia (400–1855) pienoiskuva|Keminmaan keskiaikainen kivikirkko. Kesällä 2025 Kemistä löytyi kullattu reliefisolki, joka on valmistettu noin 475–550 jaa.
Maata viljelevä asutus lienee muodostunut Kemin seudulle viimeistään 1200–luvulla.Hedman, 1969, s.48-49 Ensimmäinen kirjallinen tieto Kemin seurakunnasta on vuodelta 1329, jolloin seurakunta mainitaan kuningas Maunu Eerikinpojan kirjeessä. Samalle vuosisadalle ajoittuu kiista Uppsalan ja Turun hiippakuntien välisen rajan määrittämisestä Pohjois-Pohjanmaalla. Hiippakuntien raja muodostui lopulta Tornion ja Kemin väliin niin, että Kemin seutu jäi Turun hiippakuntaan ja sitä kautta Suomeen, kun taas Tornio kuului Uppsalan piispan hallintaan.Hedman, 1969, s.80-82 Kemin seurakunta oli laaja alue, joka ulottui pohjoisesta Lapista Haukiputaalle.
Seurakunnan ensimmäinen kirkko on perimätiedon mukaan sijainnut Valmarinniemessä. Venäläiset ryöstivät kirkon 1473 ja polttivat sen 1517. Uusi kirkko eli nykyinen Keminmaan vanha kirkko rakennettiin muutaman vuoden kuluttua vanhan kirkon polttamisesta. Hedman, 1969, s.93-95 Kirkko on pohjoisin keskiaikainen kivikirkko Suomessa.
Kemin kaupungin perustaminen (1856–1869) pienoiskuva|L.I. Lindqvist, Kemin asemakaava, 1859. pienoiskuva|Yrjönkatua (nykyinen Sauvosaarenkatu) 1900-luvun alussa. Kemijokisuulle oli suunniteltu kaupunkia jo 1600–luvulla, mutta Tornion kaupungin läheisyyden vuoksi suunnitelmia ei tuolloin toteutettu. Venäjän hallitsijaksi vuonna 1855 noussut keisari Aleksanteri II halusi elvyttää Krimin sodassa kärsineen valtakuntansa kaupan, teollisuuden ja merenkulun toimintaedellytyksiä. Suomessa elvytystoimenpiteiden valmistelun sai suorittaakseen kenraalikuvernööri Fredrik Vilhelm von Berg. Toimenpiteisiin Suomessa kuuluivat mm. oman rahan, Suomen markan käyttöönotto 1860 sekä uusien kaupunkien perustaminen. Tehtävään liittyen Berg pyysi Oulun läänin maaherraa Alexander Lavoniusta selvittämään sopivaa paikkaa Kemijokisuulle rakennettavalle tapulikaupungille.Hedman, 1969, s.200-205 Uudelle kaupungille löydettiin kolme vaihtoehtoista paikkaa: Kallioniemi lähellä Vallitunsaarta, Lukkarilan ranta Kemijoen länsirannalla ja Sauvosaarenniemi Kemijoen itäpuolella meren rannalla. Näistä parhaana vaihtoehtona pidettiin viimeksi mainittua.Hedman, 1969, s.206-207
Kenraalikuvernööri Berg saapui tarkastusmatkalle Kemiin 18. heinäkuuta 1856. Nähtyään uuden kaupungin paikan kenraalikuvernööri antoi jo samana vuonna lääninarkkitehti L.I. Lindqvistille tehtäväksi laatia uuden kaupungin asemakaavan. Kenraalikuvernööri esitteli uusien kaupunkien perustamishankkeen Aleksanteri II:lle tämän kruunajaisjuhlassa 7. syyskuuta 1856 ja jo saman kuukauden aikana annettiin asetus Kemin kaupungin perustamisesta yhdessä neljän muun kaupungin kanssa. Nämä neljä muuta kaupunkia olivat: Varkaus, Iisalmi, Ikaalinen ja Salo. Kaupungiksi asti mainituista paikkakunnista ylsivät kuitenkin 1800–luvulla vain Kemi ja Iisalmi. Iisalmi sai ensin vain kauppalan aseman, niin kuin kolme muuta paikkakuntaa, mutta sai lopulta kaupunginoikeudet ennen vuosisadan loppua 1891.Hedman, 1969, s.211-214 Salosta tuli kaupunki vasta vuonna 1960, Varkaudesta vuonna 1962 ja Ikaalisista vuonna 1977.
Kaupunginalueeksi lunastettiin Sauvosaaren, Meritäikön, Lahtitäikön, Ruutin ja Peurasaaren tilat. Arkkitehti Lindqvistin asemakaava valmistui Oulussa 15. huhtikuuta 1859.Hedman, 1969, 238-239, 243
Kemiin perustettiin puunjalostusteollisuutta (Laitakarin höyrysaha vuonna 1863).
Senaatti hyväksyi aikansa suunnitteluihanteita ja paloturvallisuusmääräyksiä noudattelevan ruutukaavan vuonna 1866 ja lopullinen vahvistus kaavalle saatiin kun keisari vahvisti sen yhdessä Kemin kaupungin perustuskirjankin kanssa.
Kaupungin perustuskirja julkaistiin asetuskokoelmassa 5. maaliskuuta 1869. Kemin satama perustettiin samanaikaisesti, ja kaupunki sai myös tapulikaupunkioikeudet eli oikeudet ulkomaankauppaan.
Perustamisesta suureen alueliitokseen (1870–1917) pienoiskuva|Kemin Suomalainen yhteiskoulu oli ensimmäinen yliopistoon johtava koulu nykyisen Lapin maakunnan alueelta. Pian perustamisen jälkeen aloitettiin paitsi kaupungin rakentaminen myös perustuskirjassa määrättyjen julkisten rakennusten ja liikenneyhteyksien rakentaminen.Hedman, 1969, s.254-257 Kaupunkiin piti rakentaa tullikamari ja siihen liittyvät pakkahuone ja vaakahuone. Lisäksi perustuskirjassa mainitaan kirkon, kestikievarin, raastuvan ja vankilan rakentamisesta ja ylläpidostaHedman, 1969, s. 247, 251.
Lunastettujen tilojen lisäksi kaupungin alueeseen oli liitetty valtion omistamat saaret: Selkäsaari, Syväletto, Juurakko ja Laitakari. Laitakariin oli oululainen liikemies Johan Gustav Bergbom perustanut höyrysahan 1860-luvun alussa. Tullikamari sijoitettiin aluksi sahan yhteyteen, jossa se aloitti toimintansa kesällä 1872. Samaan aikaan oli aloitettu tullikamarin rakennustyöt Sauvosaaressa.Hedman, 1969, s. 269-272
Kaupungin satama sijaitsi aluksi Laitakarin saarella, mutta se rakennettiin vuonna 1873 samalle paikalle kuin tuleva tullikamarikin.Hedman, 1969, s. 276-277 Senaatti oli hyväksynyt piiri-insinööri Knut Granfeltin satamasuunnitelman saman vuoden helmikuussa. Sataman toiminta oli alkuvuosina varsin vaatimatonta.
Lääninarkkitehti F.W. Lüchow'n suunnittelemat rakennukset valmistuivat 1876. Ensimmäiseksi vakinaiseksi tullinhoitajaksi nimitettiin Nils Johan Laurin kesällä 1875.
Kaupungin perustamisen jälkeen Kemin seutu kasvoi nopeasti yhdeksi merkittävimmistä puunjalostusteollisuuden keskittymistä Suomessa. Kemi Oy aloitti toimintansa 1893.
Vuonna 1897 Kemiin perustettiin senaatin luvalla viisiluokkainen porvariyhteiskoulu, josta tuli myöhemmin Kemin lyseon lukio.
Vuonna 1903 Oulu–Tornio-rata ulottui Kemiin. Myös pistoraide asemalta satamaan rakennettiin.
Virallisesti rautatie vastaanotettiin lokakuussa 1903, mutta väliaikainen liikenne Oulun ja Kemin välisellä radalla alkoi jo edellisenä vuonna. Vuoden 1902 marraskuussa aloitti sekajuna eli matkustaja- ja tavarajuna liikennöinnin kerran päivässä molempiin suuntiin. Matkaan Kemistä Ouluun kului aikaa melkein neljä ja puoli tuntia.Hedman, 1969, s.377,379 Rautatiehallituksen pääarkkitehdin Bruno Granholmin suunnittelema Kemin rautatieasema valmistui 1903. Muutostöiden ja korjausten takia asemarakennus on menettänyt osan alkuperäisestä koristeellisemmasta ulkoasustaan.Huusko et al., 1976, s.52
pienoiskuva|Kemiyhtiön toimitusjohtajan asunto Karihaarassa on rakennettu 1921. Perustamisestaan asti Kemi on tullut tunnetuksi nimenomaan metsäteollisuuskaupunkina. Laitakarin sahan lisäksi toinen höyrysaha rakennettiin kaupungin läheisyyteen Karihaaran saarelle, kylläkin silloin vielä maalaiskunnan puolelle. Karihaaran sahan rakensi norjalainen Holst & Fleischer yhtiö vuosina 1873–1874. Molemmat sahat osti oululaisten kauppahuoneiden J. W. Snellman G:sonin ja G. & C. Bergbomin vuonna 1893 perustama Trävaruaktiebolaget Kemi, josta myöhemmin tuli Kemi Oy.Hedman, 1969, s.408,427,438 Metsähallitus perusti Veitsiluodon saarelle sahan vuonna 1922. Sahan perustalle syntyi toinen kemiläinen metsäteollisuusyhtiö Veitsiluoto Oy vuonna 1932.Hedman, 1969, s.485,521 Sulfiittimenetelmää käyttävät selluloosatehtaat käynnistettiin Kemiyhtiössä 1919 ja Veitsiluodossa 1930.
Julkisista rakennuksista arkkitehti Josef Stenbäckin suunnittelema kirkko vihittiin käyttöön 1903. Kaupunkiseurakunta oli perustettu edellisenä vuonna ja siihen asti kaupunkilaiset kuuluivat maaseurakuntaan.Hedman, 1976, s.903 Kaupunki oli saanut oman kaupungintalon vuonna 1896. Kaupunginhallinto käytti taloa kuitenkin vain lyhyitä ajanjaksoja, vuodet 1905-1930 talo oli Kemin Suomalaisen yhteiskoulun käytössä. Vanha kaupungintalo tuhoutui tulipalossa 13. helmikuuta 1931Hedman, 1976, s.603. Kaupungin virastoja toimi muun muassa Meripuiston puistopaviljongissa.
Kemin ensimmäinen kansakoulu aloitti toimintansa 1878. Oman koulurakennuksensa koulu sai vuonna 1899.Hedman, 1976, s.889-890 Nikkarityylisen rakennuksen oli suunnitellut oululainen rakennusmestari J.W. Lillqvist. Myöhemmin poliisilaitoksena toiminut rakennus tuhoutui tulipalossa vuonna 1983.Huusko et al., 1976, s.49 Kemin Suomalainen yhteiskoulu aloitti toimintansa kaupungin ensimmäisenä oppikouluna nimellä Kemin Suomalainen Porvari-yhteiskoulu vuonna 1897. Täysiluokkaiseksi yliopistoon johtavaksi oppikouluksi koulu laajennettiin vuonna 1901, ensimmäisenä ja yli kymmeneen vuoteen ainoana kouluna Lapin maakunnassaKemppinen, 1997, s.34.
Sisällissota (1918) Kemin suojeluskunnan vahvuus oli noin sata miestä ja sen päällikkö oli insinööri G. A. Finne. Hän vaati Kemin venäläistä varuskuntaa luovuttamaan aseensa tammikuun 29. päivän vastaisena yönä vuonna 1918. Venäläisiä oli useita satoja ja paikkakunnan punakaarti oli vahva. Venäläiset luovuttivat ensin aseensa, mutta punakaartin puututtua asiaan he liittyivätkin punakaartiin taistelussa suojeluskuntaa vastaan. Venäläiset kutsuivat apuun Maksniemen kylään sijoitetun ratsuväkieskadroonan. Kemin suojeluskunta joutui siirtymään Rovaniemelle, mistä sen seurauksena lähtivät paikalliset punaiset puolestaan Kemiin. Rovaniemeltä Kemin suojeluskunta siirtyi Tervolan asemalle, mistä käsin ryhdyttiin neuvottelemaan sähkölennättimen avulla Kemin punakaartin kanssa. Neuvottelut olivat tuloksettomia. Helmikuun 1. päivänä Tervolaan saapui kahdeksan miehen vahvuinen jääkärikomennuskunta Friedel Jacobssonin johdolla. Tervolassa käytiin taistelu valkoisten ja punaisten välillä, minkä seurauksena punaiset jättivät Kemin kaupungin.
Kemi sisällissodan jälkeen, muun muassa suuri alueliitos (1919–1938)
Kemi Oy:n sulfiittiselluloosatehdas käynnistettiin 1919.
Veitsiluoto Oy:n juuret ulottuu osin Metsähallituksen Veitsiluodon saarelle Kemin edustalle vuonna 1922 perustamasta sahasta. Veitsiluoto Oy perusti saarelle selluloosatehtaan vuonna 1930.
Suuret teollisuuslaitokset Kemiyhtiö ja Veitsiluoto Oy sijaitsivat varsinaisen kaupungin alueen ulkopuolella. Tehtaiden työväestön asuinalueista muodostui Kemin esikaupunkialueita, joita eivät kaupunkikunnan tarkemmat säännöt ja määräykset koskeneet. Maalaiskuntia koskevassa lainsäädännössä ei ollut mahdollisuutta kaavoituksen toimin ohjata rakentamista, vaan jokainen rakensi esikaupungeissa niin kuin halusi.Hedman, 1976, s.503-504
Oulun läänin maaherra E.Y. Pehkonen esitti esikaupunkien liittämistä Kemin kaupunkiin vuonna 1927. Varsinaisena selvitysmiehenä toimi oululainen varatuomari Arvi Ahmavaara. Ahmavaaran esitys alueliitoksesta annettiin Kemin kaupunginvaltuuston käsiteltäväksi toukokuussa 1930. Valtuusto myönsi alueliitoksen tarpeellisuuden, mutta taloudellisiin olosuhteisiin vedoten pyysi, että alueliitosta ei toteutettaisi vielä vuoden 1931 alusta vaan vasta seuraavana vuonna.Hedman, 1976, s.550 Valtioneuvosto päätti kuitenkin valtuuston vastustavasta kannasta välittämättä toteuttaa alueliitoksen vuoden 1931 alusta. Valtioneuvoston säädös Päätös erinäisten Kemin maalaiskuntaan kuuluvien alueiden siirtämisestä kunnallisessa ja hallinnollisessa suhteessa Kemin kaupunkiin annettiin 26. kesäkuuta 1930.Hedman, 1976, s.552