Die Gegend um Wolgograd war aufgrund ihrer geographischen Lage an der Landenge zwischen Wolga und Don schon im Altertum eine wichtige Handelsroute. Hier siedelten im 5. Jahrhundert v. Chr. Skythen. Im 8. und 9. Jahrhundert gehörte das Gebiet zum Reich der Chasaren, im 11. und 12. Jahrhundert hielten sich hier verschiedene Stämme und Horden auf, unter anderen die Polowzer oder die Goldene Horde, die etwa 50 km östlich von Wolgograd, am Fluss Achtuba, mit der Stadt Snamensk eines ihrer Zentren errichtete und Wolgograd seit dem Mongolensturm im 13. Jahrhundert beherrschte. Die Anfänge des russischen Wolgograds sind nicht näher beleuchtet. Als offizielles Gründungsdatum gilt aber der 2. Juli 1589, als die Stadt vom Fürsten Grigori Sassekin als Festung gegründet wurde, die Russland vor den Nomaden aus dem Süden schützen sollte. Der erste Name der Stadt war Zarizyn, abgeleitet von dem nahegelegenen Nebenfluss der Wolga.

Die Stadt ist von der typischen Architektur der Stalinära der 1950er und 1960er Jahre der Sowjetunion geprägt. Zu den Hauptsehenswürdigkeiten der Stadt zählt die Gedenkstätte der Schlacht von Stalingrad auf dem Mamajew-Hügel. Dort steht auch die Mutter-Heimat-Statue, die ein 33 Meter langes Schwert trägt und 7900 Tonnen wiegt (inkl. Fundament). Das Schwert der Statue wiegt allein 14 Tonnen. Sie ist mit 85 Metern (gemessen von der Fußsohle bis zur Schwertspitze) eine der höchsten Statuen der Welt.

Im südlichsten Stadtteil von Wolgograd (in Krasnoarmeisk) liegt die ehemalige deutsche Siedlung Alt Sarepta, die 1765 von der Herrnhuter Brüdergemeine gegründet wurde. Nicht weit davon entfernt, direkt an der Einmündung des Wolga-Don-Kanales in die Wolga, steht die größte Lenin-Statue Russlands.

Nach dem Untergang der Sowjetunion war auch Wolgograd zu Beginn der 1990er Jahre stark von der allgemeinen Wirtschaftskrise betroffen. Inzwischen hat wieder eine Erholung eingesetzt. Das moderne Wolgograd ist heute nach wie vor ein wichtiges industrielles Zentrum Russlands. Wichtige Industriezweige sind Schiffbau, Schwarz- und Buntmetallverarbeitung, Erdölverarbeitung, Stahl- und Aluminiumproduktion, Anlagen- und Maschinenbau, sowie Holz-, Nahrungsmittel- und chemische Industriebetriebe. Des Weiteren befindet sich nördlich der Stadt ein großes Laufwasserkraftwerk, das Wasserkraftwerk Wolgograd. Mit dem Wolgogradski Traktorny Sawod befand sich fast 90 Jahre lang ein wichtiger Traktorenhersteller und Rüstungsbetrieb in der Stadt.

Es war geplant, in Wolgograd ein Kernkraftwerk mit Fernwärmeproduktion zu bauen.^[17] Die Pläne für zwei Blöcke wurden jedoch gestoppt.^[18][19]

Wolgograd unterhält ein großes Straßenbahnnetz und seit 1984 eine Stadtbahn (russ. Skorostnoi Tramwai) mit 13,5 km Streckenlänge, davon 3,3 km im Tunnel. Daneben verbindet die sogenannte Wolga-Brücke, die mit 7,1 km längste als Balkenbrücke ausgeführte Straßenbrücke Europas, das Stadtgebiet von Wolgograd am westlichen Wolgaufer mit der Stadt Krasnoslobodsk am östlichen Ufer. Die Brücke wurde im Oktober 2009 nach 13-jähriger Bauzeit eröffnet. Weltweite Bekanntheit erlangte die umgerechnet 330 Millionen Euro teure Brücke am 20. Mai 2010, als starke Windböen für Balkenbrücken einzigartige Resonanzschwingungen im Bauwerk auslösten, wie man sie sonst nur bei Hängebrücken wie der ehemaligen Tacoma-Narrows-Brücke oder der Millennium Bridge in London beobachten konnte. Dies äußerte sich unter anderem darin, dass ein etwa einen Kilometer langes Teilstück aus Stahlbeton bis zu ein Meter hohe Wellen in Längsrichtung schlug.^[20] Die Brücke wurde daraufhin für den Verkehr und Fußgänger gesperrt, aber fünf Tage später, nach einer Untersuchung durch russische Experten, die keine Schäden feststellten, wieder für Fußgänger und PKWs eröffnet.^[21]