На околицях і поблизу селища було знайдено залишки давніх майстерень з обробки каменю VI—IV тисячоліття до н. е., а також поселення епохи бронзи I тисячоліття до н. е. і могильники VIII—X ст. до н. е. Тут і сьогодні постійно працює археологічна експедиція, на розкопках якої можна побачити сліди найдавніших поселень.
Станиця Луган була заснована козацтвом у другій половині XVII ст. Цей топонім зокрема згадується в листі до Петра І, написаному в 1711 молдовським господарем Димитрієм Кантеміром: «От Бахмута даже до Лагану, понеже суть места пустые…». Ослов’янений варіант назви — Городок-Луганський.
У 1684 знищене татарами, але невдовзі було відновлене і згодом отримало назву Станиця Луганська.
Офіційною датою заснування вважається 1688 рік.
У 1923 селище стає центром новоствореного Станично-Луганського району Донецької губернії. У 1938 Станично-Луганське отримує статус селища міського типу.
У 1932—1933 жителі Станиці Луганської постраждали від Голодомору. За свідченнями очевидців кількість померлих склала щонайменше 101 особу, імена яких встановлено.
Козацтво і зараз зберігає свої звичаї й обряди, традиційні способи ведення господарства. Живе тут 16 тисяч осіб. У центрі невеликого містечка знаходиться музей історії й етнографії, де зібрані документи, колекції предметів побуту і бойової слави козаків. У залах музею постійно оновлюються виставки народних промислів: живопису, декоративно-прикладного мистецтва.
Постановою ВРУ № 1155-V від 7 червня 2007 селищу було повернено назву Станиця Луганська.
Війна на сході України
18 серпня 2014 року, українські антитерористичні сили увійшли до селища, а 21 серпня — селище було звільнене від терористів і над будівлею районної ради піднято Державний Прапор України. Протягом 2014—2015 поблизу та в Станиці Луганській відбувалися бойові зіткнення із застосуванням автоматів, кулеметів, мінометів, артилерії, танків, «Градів».
В ніч на 17 квітня 2015 року, у селищі було повалено пам’ятник Леніну.
Станом на 30 серпня 2015 року, в Станиці Луганській залишалось близько 600 мешканців.
На січень 2020 року, в селищі проживало близько 12 000 осіб.
Після бойових дій в селищі почалося відновлення підрозділами ЗС України мосту через річку Сіверський Донець. 16 вересня 2019 року на місці ремонту було запущено вебкамеру для спостережень, а роботи планували завершити до 27 листопада.
17 лютого 2022 року, проросійські сили обстріляли дитячий садок в Станиці Луганській, троє працівників контузило, їх відправили до лікарні. Російська пропаганда, стверджувала, що обстріл зробили українці, але МО України спростували це ствердження.
26 лютого 2022 року в ході російського вторгнення в Україну Станиця Луганська була окупована російськими військами.
2 березня 2022 року, Офіс Генерального прокурора порушив справу проти керівника селищної ради Станиці Луганської та двох його заступників, які під час російського вторгнення в Україну здали селище окупантам.
