L’establiment, a mitjan segle XX, de la refineria de petroli d’Escombreras repercutí en l’augment de població de la ciutat i la industrialització de la regió. El port, d’excel·lents condicions naturals i un dels més protegits militarment de la península Ibèrica, té un intens comerç, principalment de productes petroquímics. Hi ha indústria petroquímica, metal·lúrgica, i central tèrmica; a més, hi ha els recursos tradicionals: industrials (construcció naval militar) i mines (plom, argent). És cap del departament naval de Cartagena, que s’estén des del cap de Gata fins a la frontera amb França, les Illes Balears incloses. És un nus de comunicacions (ferrocarril i carretera).
La ciutat fou fundada el 228 aC per Asdrúbal, damunt de la ciutat indígena de Mastia; el lloc fou elegit per l’excel·lent situació com a port natural i pensat com la gran base dels cartaginesos a Hispània. Fou presa per Publi Corneli Escipió, en una ràpida operació militar des de Tarragona, el 209 aC, durant la segona guerra Púnica. Convertida en ciutat romana, anomenada Cartago Nova —traducció del nom cartaginès—, esdevingué capital de la província la Cartaginense. Arrasada al s. V pels vàndals, alans i gots, la capitalitat passà a Oriola; la dignitat metropolitana fou traslladada pels gots a Toledo (la seu i el títol nominal de metropolitana, però, foren conservats). Fou sotmesa als bizantins (554-616) i, amb la invasió musulmana, formà part de l’estat autònom (i després cora) de Tudmir (amb capital a Múrcia des del s. IX). Sotmesa a Castella el 1248 juntament amb el regne de Múrcia, fou conquerida definitivament el 1261 per Jaume I de Catalunya-Aragó, el qual la donà a poblar a catalans, però la cedí més tard a Castella, d’acord amb el tractat d’Almirra. Ocupada novament per Jaume II de Catalunya-Aragó el 1296, li fou adjudicada per la sentència de Torrelles (1304), però en la revisió de límits feta el 1305 a Elx restà per a Castella. El 1250 havia estat restablerta la diòcesi de Cartagena, que conservà la jurisdicció eclesiàstica sobre Oriola, Alacant i Elx; la residència dels bisbes fou ben aviat (1291) compartida amb Múrcia. Tot i que des del 1281 Oriola intentà d’emancipar de Cartagena la part valenciana de la seva diòcesi, no fou erigida en seu episcopal fins el 1564. Cartagena donà a Castella una important sortida a la mar, i la població recuperà una part de la seva antiga importància gràcies a l’eix comercial Sevilla-Cartagena-Mallorca-Gènova, i en particular a l’exportació de llana a Itàlia. Al s. XVIII Patiño hi creà la moderna base naval; al s. XIX l’explotació del plom prengué novament una gran importància i, amb ella un nucli d’agitació obrera; del 12 de juliol de 1873 fins al 13 de gener de 1874 fou proclamat el cantó federalista de Cartagena. La llei naval del 1908 revivificà la base naval. Els darrers dies de la guerra civil (4 de març de 1939), la flota republicana es rebel·là al port de Cartagena contra el govern del Front Popular, el qual en reprengué el control el 6 de març.