L'archipel est officiellement découvert en 1596 par l'explorateur néerlandais Willem Barentsz lors de sa recherche du Passage du Nord-Est. Il nomme l'île principale Spitsbergen, en raison de ses "montagnes pointues". L'archipel reste inhabité, mais les cartes des Néerlandais attirent l'attention d'autres nations. A partir de cette époque, les navigateurs qui approchent ces îles ont pour mobile la recherche d'un passage à travers l'océan Glacial ou bien l'accès au pôle. Quelques-uns pourtant entreprennent dans les parages du Svalbard des campagnes de pêche généralement assez fructueuses et dont tire parti également la reconnaissance scientifique du pays. A cet égard, la France n'est pas été étrangère aux progrès des connaissances sur le régime des côtes de l'archipel, puisqu'on retrouve les traces de pêcheurs basques qui fréquentent les abords de la grande île, dès les premières années du XVII^e siècle. Une étude de E.-T. Hamy, a mis en lumière les opérations durant la première moitié du XVII^e siècle, de pêcheurs havrais et dieppois.

A cette époque l'archipel devient un important centre pour la chasse à la baleine en raison de ses riches eaux arctiques. Les Néerlandais, les Anglais et les Danois, notamment, établissent des bases temporaires, en particulier à Smeerenburg, sur la côte nord-ouest de l'île principale. Les baleines sont exploitées pour leur huile, utilisée pour l'éclairage et l'industrie. Les conflits entre pays rivaux pour le contrôle des ressources marquent cette période. Mais, à partir des années 1750, la chasse excessive réduit considérablement les populations de baleines, ce qui entraîne l'abandon de nombreuses bases. Après la fin de la chasse à la baleine, les chasseurs se concentrent sur d'autres espèces, notamment les morses et les ours polaires.

À partir du XVIII^e siècle, les Russes explorent les îles dans le cadre de leurs activités de chasse, et les Norvégiens y effectuent des explorations saisonnières. Des expéditions scientifiques commencent à se monter, notamment pour cartographier les îles, étudier les glaciers et observer les phénomènes naturels comme les aurores boréales. La première reconnaissance scientifique des îles du Svalbard remonte à l'année 1773. Elle est accomplie par lord Mulgrave, dont le but était d'ailleurs l'exploration du pôle Nord. Scoresby effectue, entre 1808 et 1823, dix-sept voyages à différents points de l'archipel et fixe avec une certaine précision quelques-uns de ses contours. L'expédition scientifique française de la Recherche pénétre le 24 juillet 1838 dans le Belsound (77° 30' N). Elle choisit, l'année suivante, pour ses études, la baie Magdalena, située sur la côte septentrionale et à l'Ouest de la grande île. 

Les nombreux fjords, baies ou détroits qui séparent les diverses îles de l'archipel, découpent ou s'avancent à l'intérieur des terres, sont l'objet d'études très variées durant la seconde moitié du XIX^e siècle, principalement de la part d'explorateurs scandinaves, A.-E. Nordenskjöld, Torell, Nathorst, etc. En 1880, G. Nordenskjöld, fils de A.-E. Nordenskjöld, parcourt les glaciers de l'extrémité méridionale de la grande île, entre le Hornsound et le Belsound. En 1892, Rabot et Lancelin, tentent la traversée de la côte occidentale de la grande île. Le manque de temps ne leur permet pas de s'avancer loin dans l'intérieur. Parmi les explorations de détail, il convient de citer aussi l'expédition fructueuse du  prince Albert l^er de Monaco (1899). Il a été réservé à un Anglais, l'alpiniste justement renommé, Sir Martin Conway, d'accomplir la première traversée du Spitzberg, de l'Ouest à l'Est (juillet-août 1896). Cette expédition rapporte une grande quantité de fossiles et de plantes et permet d'établir sur des bases sérieuses les premières données sur la constitution physique de l'intérieur des îles. Un peu plus tard, (1898-1900) deux missions, l'une russe, l'autre suédoise, opèrent dans le Svalbard en vue de mesurer un arc de méridien (L'histoire de la géodésie). D'autres expéditions scientifiques seront ensuite organisées tous les ans durant la belle saison avec des résultats généralement satisfaisants.

En 1899, l'Américain Ernest Mansfield explore le Svalbard pour ses ressources minières. Les premières concessions minières sont établies à la fin des années 1890 et au début des années 1900. Au début du XX^e siècle, le temps des explorations était pour l'essentiel terminé. L'archipel du Spitzberg, considéré jusqu'à la fin du XIX^e siècle comme terra nullius, est depuis peu revendiqué par la Norvège qui désiret déclarer ces îles comme colonie norvégienne. La Russie, également intéressée dans l'exploitation de ces îles dont elle est la plus proche voisine, se refuse un temps à reconnaître cette souveraineté. De fait, le temps est venu de l'exploitation des ressources minérales, à commencer par le charbon, mais aussi du tourisme, devenu une ressource déjà quelques années plus tôt. Alors que, sauf quelques cabanes de pêcheurs avaient, jusque là, été établies temporairement sur les côtes, le Svalbard ne possédait, jusqu'à l'année 1896, aucune habitation humaine. Mais cette année-là, un hôtel est édifié à Adventbay, ou baie de l'Avent, dans l'Eisfjord (golfe des Glaces), presque au centre de la côte occidentale de la grande île, et destiné aux touristes et aux savants qui, tous les ans de plus en plus nombreux, se rendent au Spitzberg. L'hôtel, pourvu de tout le confort moderne et d'une imprimerie spéciale destinée à la publication d'une gazette locale, est ouvert durant les mois de juin et juillet. Durant ces mêmes mois, un service régulier de paquebots fonctionne entre la Norvège et Adventbay. 

John Munro Longyear, un homme d'affaires américain, fonde en 1906  une colonie minière sur l'île de Spitzberg pour exploiter le charbon. Cette colonie devient Longyearbyen, du nom de son fondateur. Après la Première Guerre mondiale, la question de la souveraineté sur le Svalbard est débattue. La Norvège, en raison de sa présence historique, obtient finalement la souveraineté de l'archipel par la signature du Traité du Svalbard. Ce traité est signé à Paris le 9 février 1920 par 41 nations (dont la France, la Norvège, les États-Unis, le Royaume-Uni et l'URSS). Il reconnaît la souveraineté norvégienne, mais accorde un statut spécial à l'archipel : aucune installation militaire ne peut être construite; tous les signataires peuvent exploiter les ressources économiques, à condition de respecter les lois norvégiennes.

La Norvège renforce sa présence à travers l'administration et le développement de l'industrie minière. Des entreprises russes et norvégiennes dominent l'exploitation du charbon. Longyearbyen devient un village permanent pour les travailleurs de l'industrie minière, avec des infrastructures basiques. Barentsburg, une colonie russe, est également développée pour l'extraction du charbon. L'exploitation du charbon bat son plein. Huit charbonnages sont alors en exploitation; les capitaux sont fournis par des sociétés internationales, mais la Norvège y engage les plus fortes sommes. Ces charbonnages exportent environ 100 000 tonnes par an. Le rendement est médiocre. Mais il ne faut pas oublier que l'outillage est encore peu perfectionné, la main-d'oeuvre difficile à attirer. La population atteint dans ces années là quelque chose comme 700 habitants, y compris femmes et enfants (elle est de l'ordre de 2700 aujourd'hui). Dans les années 1930, le Svalbard commence à prendre une importance stratégique en raison de sa position dans l'Arctique. L'intérêt des grandes puissances (URSS, Allemagne, Royaume-Uni) pour la région augmente.

En avril 1940, l'Allemagne envahit la Norvège. Bien que le Svalbard ne soit pas immédiatement impliqué, sa position stratégique dans l'Arctique attire l'attention des Alliés et des Allemands. En août 1941, les forces alliées évacuent les habitants norvégiens et soviétiques de Longyearbyen et de Barentsburg pour empêcher leur capture par les Allemands. Les infrastructures minières sont détruites pour limiter leur utilisation par l'ennemi. Les Allemands établissent des stations météorologiques sur le Svalbard pour leurs opérations dans l'Arctique. L'une des plus célèbres est la station Kreuzritter. Les Alliés effectuent plusieurs raids sur l'archipel, notamment pour détruire ces stations.  En 1943, les Allemands bombardent Longyearbyen et Barentsburg, causant d'importantes destructions.

Après la guerre, la Norvège entreprend de reconstruire Longyearbyen. Le charbon reste la principale activité économique. Les Soviétiques reprennent également l'exploitation à Barentsburg, Pyramiden et Grumant, rendant l'archipel un lieu d'interaction entre l'Est et l'Ouest. Pendant la Guerre froide, le Svalbard devient un point d'observation et d'intérêt stratégique en raison de sa position à proximité des routes maritimes et des zones d'influence soviétique. La souveraineté norvégienne reste reconnue, mais les tensions augmentent entre la Norvège (membre de l'OTAN) et l'Union soviétique, en particulier à propos des droits d'exploitation et des activités sur le territoire. Les Soviétiques développent Barentsburg et Pyramiden avec des infrastructures modernes, attirant des centaines de travailleurs russes et ukrainiens. Pyramiden, en particulier, devient un modèle de ville soviétique avec un théâtre, une piscine et des logements de style socialiste. Les relations entre Norvégiens et Soviétiques restent globalement pacifiques, malgré les suspicions mutuelles.

En 1971, l'Université du Svalbard (UNIS) est fondée à Longyearbyen, attirant des chercheurs internationaux. Avec la chute de l'Union soviétique en 1991, les activités russes au Svalbard diminuent considérablement. Les colonies de Grumant et Pyramiden sont abandonnées dans les années 1990. Pyramiden devient une ville fantôme, visitée aujourd'hui principalement par les touristes.  L'extraction de charbon, longtemps la pierre angulaire de l'économie du Svalbard, décline à partir des années 2000 en raison de la baisse de la demande mondiale et des préoccupations environnementales. En 2017, la principale mine de Longyearbyen (Mine 7) réduit ses activités. Barentsburg continue d'extraire du charbon à petite échelle sous administration russe.

Le tourisme devient une activité majeure. Des milliers de visiteurs affluent chaque année pour découvrir les paysages arctiques, observer les aurores boréales, et visiter des sites historiques comme Pyramiden.  La recherche scientifique s'intensifie, notamment sur le changement climatique. Le Svalbard est devenu un "laboratoire naturel" pour étudier la fonte des glaciers et les écosystèmes polaires. En 2008, le Svalbard Global Seed Vault est inauguré près de Longyearbyen. Ce "coffre-fort des semences" protège des échantillons de graines du monde entier pour garantir la biodiversité en cas de catastrophe mondiale.

La montée des tensions entre la Russie et l'Occident après 2014 (annexion de la Crimée) affecte indirectement le Svalbard. La présence russe à Barentsburg reste symboliquement importante pour Moscou, mais son influence diminue. La Norvège renforce sa présence militaire dans le nord, bien que le Traité du Svalbard interdise des installations militaires sur l'archipel.

Le Svalbard est l'un des endroits du globe où le réchauffement climatique est le plus rapide, avec des températures augmentant trois fois plus vite que la moyenne mondiale. La fonte des glaciers et la modification des écosystèmes polaires posent aujourd'hui des défis écologiques, économiques et logistiques pour la région. Bien que le charbon décline, le Svalbard suscite encore de l'intérêt pour son potentiel en hydrocarbures et minéraux. Cependant, la Norvège impose des restrictions strictes pour protéger l'environnement fragile.

Le Svalbard reste un enjeu stratégique en Arctique, notamment avec l'augmentation de l'activité dans le Passage du Nord-Est (rendu plus accessible par la fonte des glaces). La Norvège continue de défendre sa souveraineté tout en appliquant les principes du Traité du Svalbard.