Вперше згаданий 1363 року в літописі завдяки перемозі 1362 року війська литовського князя Ольгерда над військом татар, які були вщент розгромлені у битві біля річки Синюха, яке очолювали перекопські царики брати Котлубей, Качибей і Дімейтер, котрі контролювали Поділля. Князь Ольгерд оволодів Хмільником.

Князь віддав усе Поділля братам Коріатовичам. Вони побудували Меджибіж, Вінницю, Брацлав і Хмільник.

1389 року власником став Федір Коріятович. 1434 р. Хмільник переходить під владу Польщі, стає центром Хмільницького староства подільського воєводства (дивись розділ «Старости Хмільника»). 1448 р. місто отримало від великого князя литовського Казимира IV Ягеллончика магдебурзьке право, пізніше підтверджене королем Сигізмундом I Старим. З одержанням статусу міста почали розвиватися ремесло, торгівля, виникли шевські, кравецькі та інші майстерні. Польща вбачала у Хмільнику аванпост своїх володінь, зміцнювала його. 1534 року коронний гетьман Ян Тарновський сприяв зміцненню хмільницького замку, обнесенню його валом.

За люстрацією 1565 р. у Хмільнику було 250 димів 1350 мешканців, 4 попи, 7 жидів, 14 шляхетських домів. Існувала школа, 1585 року ректором був Християн Франкен.

1578 року місто забудоване дерев’яними будинками, замок на рівнині над Богом теж був дерев’яним.

1675 року місто мало 2 мости, 1 костел, 2 церкви в місті, 2 в передмісті, замок на горі, обнесений дубиною зі давньою баштою на зразок вежі з 2 рівнями зверху і двома внизу, всередині замку була дерев’яна резиденція.

Із 1434 до 1793 року (з малими перервами) Хмільник входив до Королівства Польського, Речі Посполитої, відіграв роль в козацьких повстаннях проти Польщі. У 1648–1667 роках входив до козацько-гетьманської держави.

Географічне розташування міста визначило його складну історичну долю, бо Хмільник розташований неподалік від Чорного шляху, яким рухалися татарські орди, залишаючи за собою страшні сліди насилля і руйнувань.

Після Брестської унії (1596 р.) посилився гніт корінного населення, що призвело до нових повстань проти шляхти. 1594 р. Хмільник захопили козацькі загони Северина Наливайка. 1637 р. в місто увійшли козаки на чолі з Павлом Бутом. У період Визвольної війни українського народу (1648—1657 рр.) повстанські загони приєднувались до військ Богдана Хмельницького. Не раз замком оволодівали загони Максима Кривоноса. Місто часто було ареною боїв між козацькими і польсько-шляхетськими військами, що спустошувало місто.

В 1650 році в місті відбувся Синод провінціональний представників протестантських течій, який ухвалив рішення просити магната Анджея Лещинського звернутись із клопотанням («інтервенцією») до короля стосовно захисту їх прав та свобод[14].

З 1672 року по 1699 р. Хмільником заволоділи турки: укріпили замок, влаштували мечеть, у заростях ріки Бог прорили ходи. Безперервні бої між поляками і турками призвели до занепаду ремесла і торгівлі, місто знелюдніло. 1699 року Хмільник знову відійшов до Речі Посполитої. 1774 р. король Станіслав ІІ Август Понятовський подарував Хмільницьке староство своєму племінникові — Юзефу Понятовському[15].

У 1776 — 497 осель, 1789 р. за люстрацією в старому місці 60 осель, в новому місці 150 осель і передмісті Угриновка 60 осель і 9 шляхти, жидів в старому місці: купців і крамарів 36, шинкарів — 32; ремісників: кравців 11, кушнірів — 4, злотник, інтролігатор, пекарів — 5, цирульників — 3, різник, воскобійник, шевців — 3, фурманів — 3; рабин. В новому місці жидів: крамарів — 2, шинкарів — 21, кравців і кушнірів — 3. На півдні міста був розташований чорний ліс, який називають — Згар. За містом є 3 фабрики: поташова, скляна і салітрова. Місто має 33 стави, млинів на р. Бог та на Згарці — 39 та 28 на ставах. Старостою тоді був граф Юзеф Оссоліньський.

1793 р. разом з іншими містами Поділля, Хмільник приєднано до Московщини як заштатне містечко Подільської губернії. З утворенням Брацлавської губернії 22 травня 1796 р. був затверджений герб міста (срібна вежа на блакитному тлі).

У 1797 р. Катерина II подарувала графу Безбородьку Хмільник і Хмільницьке староство з населенням 6070 осіб.

9 червня 1804 року Хмільник став заштатним містом Літинського повіту Подільської губернії до Жовтневого перевороту. Зі зростанням промисловості збільшився приплив переселенців до міста (1915 р. у Хмільнику мешкало 18,3 тис. осіб).

У північно-східній частині острова, утвореного рукавами річки Бог, наприкінці XIX ст. були рештки Хмільницького замку. Територія замку займала десятину, мала овальну форму. В одній зі східних башт на початку XIX ст. була церква св. Іллі. Під замком розташовані підземні ходи.

1878 року в місті засновано ткацьку фабрику, до 1905 р. стали до ладу пивоварний завод, тартак, чавуноливарний завод. Серед 1616 ремісників було 470 шевців, 250 кравців, 230 кушнірів. До 1910 р. побудовано 4 православні церкви.

Економічний застій 1907—1910 рр. змінився деякими пожвавленнями. 1911 року працювало 22 підприємства, 67 різних майстерень із переробки продуктів тваринництва, обробці дерева, металу. Було багато кустарів-одинаків, серед яких — 1800 шевців, які під час Першої світової війни виготовляли взуття для війська. 9—16 серпня 1919 р. у Хмільнику під час наступу на Київ стояв Кінний полк Чорних Запорожців Армії УНР[16].

У квітні 1921 року в містечку активно діяла проти радянської влади українська повстанська група отамана Гальчевського під проводом Мирона Лиха.

Із 1923 року Хмільник став районним центром.

У 20—30-ті роки XX ст. у Хмільнику утвердилася радянсько-більшовицька влада. Розпочинається час репресій, переслідувань української інтелігенції, голодомор, закривають церкви.

В 1934 р. при пошуках питної води у Хмільнику були виявлені лікувальні радонові води. Відкрилася нова сторінка в історії міста — Хмільник став курортом.

Пам’ятає місто лихоліття Другої світової війни: у середині липня 1941 року фронт підійшов впритул до Хмільника. 16 липня гітлерівці захопили місто. Діяло гетто, куди нацисти насильно зганяли євреїв для компактного мешкання та подальших репресій[17]. 26 червня 1943 року гітлерівські окупанти замучили 1600 жителів міста [5].

18 лютого 1944 року, після завершальних боїв під Корсунь-Шевченківським, 1-й Український фронт розпочав Проскурівсько-Чернівецьку операцію, в результаті якої звільнено місто Хмільник і весь Хмільницький район. Уранці 10 березня бійці 71-ї та 276-ї стрілецьких дивізій СРСР оволоділи лівобережною частиною Хмільника, селами Мазурівка, Сидориха. Після жорстких боїв 18 березня 1944 року місто і район були повністю визволені від гітлерівців.

Жорстокому, небаченого геноциду піддали в окупованому місті єврейське населення (для них діяли нацистське гетто). За дві криваві п’ятниці (9 та 16 січня 1942 року) каральні загони гітлерівців, поліцаїв розстріляли понад 8 тисяч беззахисних мешканців міста. Всього у Хмільнику розстріляно 11760 безвинних жертв. 18 липня 2002 року тут відкрили Меморіал скорботи.
Віталій Мороз