Юг и юго-восток современной Нижегородской области (в т.ч. и г. Сергач) издревле заселяли мордовские племена.
Первое упоминание о деревне Сергач относятся к 1649 году в наказе боярина Бориса Ивановича Морозова (воспитателя царевича Алексея Михайловича). По царской милости ему были подарены земли (деревни Сергач с окружающими деревнями Кладбицкой, Ключевой, Мокринской и другими). Боярин Морозов начинает развивать в этих местах «будные майданы» (поташное производство). С этого времени Сергач получает статус села и становится центром поташного производства в России. Сергачский поташ в ту пору считался лучшим, а потому пользовался большим спросом. Он использовался при производстве оконных стекол, в мыловарении, выделке кож.
Так как на государственные поташные заводы направлялись ссыльные, Сергач в ту пору еще называли «ближней Сибирью».
В период 1819-1820 гг. в Сергаче был построен Собор Владимирской Божией Матери, в 1856 г. – Ключевская церковь во имя Козьмы и Дамиана, в 1860 г. — Кладбищенская церковь во имя Архангела Михаила.
В 1835 году В.Н. Крыловым в Сергаче в собственном доме открывается первая школа.
К концу 19 века производство поташа уже захирело и основным занятием сергачан стало хлебопашество, т.к. к тому времени кроме небольшого мыловаренного производства существовал только один пивоваренный завод Г.К.Дика, открытый в 1886 году. Также работали несколько кустарей по выделке кож, одна шерстобойка, 2 крупорушки, одна маслобойка, 4 кузницы, 11 ветряных мельниц и 15 горнов для обжигания кирпича и гончарных изделий.
В Нижегородской губернии среди городов Сергач по численности населения и экономике занимал одно из последних мест.
Первое Сергачское уездное земское собрание учреждено 23 сентября 1865 года. Земством были организованы строительство мостов, дамб, водохранилищ и колодцев, крестьянству оказывалась агрономическая помощь, с 1910 года земская аптека всем проживающим в уезде бесплатно стала отпускала медикаменты. К 1915 году в уезде уже было 4 больницы, а к 1916 г. — 84 земские школы, 8 министерских училищ, 3 татарских школы, 52 церковно-приходских школы. Всего в уезде было 9814 учеников.
В 1913 году начато строительство железной дороги от Арзамаса до Шихран (г. Канаш), которое оказало огромное влияние на все сферы жизни Сергачского и соседних уездов. Были построены паровозоремонтное депо, вокзал, пакгаузы, грузовой двор, склады топлива и другие объекты. На реке Пьяне сооружена водокачка с водопроводом. Около станции построен рабочий поселок. На станции работало около тысячи человек, в т.ч. из сел — Ключева, Пожарок, Кладбищ. Все это вызвало рост численности населения с 1800 человек в 1916 году до 3300 в 1926 году.
В феврале 1917 года после свержения царизма власть в Сергаче захватили эсеры и меньшевики. Советская власть в Сергаче была провозглашена только 18 января 1918 года.
В июле 1929 года Сергачский уезд был упразднен и образован район.
В 1934 году организована МТС, начал работать элеватор, построены деревянные мосты через реку Пьяну (около сел Кочко-Пожарки и Яново). Открывается педагогический техникум, создается кооперированная артель «Красный швейник», строятся новые здания средней школы и поликлиники.
Во время Великой отечественной войны 17000 сергачан воевали за Родину, а 7600 из них погибли. 12 человек были награждены орденом «Герой Советского Союза».
В 60-х годах активно ведется дорожное строительство: дороги с асфальтовым покрытием Работки – Сергач — Сеченово, Сергач — Гагино, Сергач — Спасское, Сергач — Пильна.
В 1967 году построен Сергачский сахарный завод, начал застраиваться поселок Юбилейный.
В 70-е годы построены электромеханический завод, дрожжевой завод, завод железобетонных изделий.