Forsbackas läge vid Gavleåns utlopp i Storsjön skapade redan tidigt goda förutsättningar för järnhantering, eftersom vattenkraften var god. Dessutom låg Forsbacka på ett lämpligt avstånd från utskeppningshamnen i Gävle.
Det första skriftliga beviset på att järnhantering har bedrivits i Forsbacka finns från slutet av 1500-talet, då en tornspira levererades från bruket till Slottskyrkan i Gävle.

1651 erhöll Forsbacka privilegiebrev från Drottning Christina. Vid tiden ägdes bruket av Borgmästare Johan Eskilsson i Söderhamn och Peder Jacobsson Grubb i Gävle. De två ägarna fick tillstånd att driva en hammare med två härdar.
Den befintliga hammaren på åns södra sida byggdes om och en ny hammare uppfördes på åns norra sida. Bruket kom snart att ingå i ett större brukskomplex lett av Albrecht Behm. Från 1670-talet var han ägaren till Tolvfors Bruk, Hilleviks masugn och Axmar Bruk. Tolvfors Bruk med Hilleviks masugn och Forsbacka bildade en gemensam grupp, där Hillevik försåg Forsbacka med tackjärn. Forsbacka Bruks järnstämpel, ett krönt B, minner från tiden då Behm var ägare.

Bruken skildes åt 1731 då Forsbacka Bruk övergick till släkten Olof Rydbeck och 1740 senare till hans måg Paco Hårleman. Verksamheten utökades, trots att tackjärnet behövde köpas in utifrån. För att säkra tackjärnsförsörjningen skaffade Paco Hårleman d ä tillstånd att bygga en masugn i Forsbacka. Den uppfördes norr om den norra hammaren och togs i drift 1744. Verksamheten växte, men den nya masugnen täckte inte brukets hela behov. Bruket fortsatte alltså att köpa in tackjärn utifrån.

Efter Paco Hårlemans död 1772 ägdes bruket fram till 1796 av hans son Paco d.y. och därefter dennes son Christian Hårleman som vid 19 års ålder ärvde bruket. Han insåg tidigt att han ej ensam kunde sköta bruket och fick kontakt med Johan Magnus Nordin som fick arrendera tre fjärdedelar av bruket. 1796 övertog Nordin även den fjärde och stod då som ensam ägare till Forsbacka. I samband med att Nordin övertog huvuddelen av bruket adlades han och fick tillägget af till sitt efternamn. Det var tack vare hans god kontakter med kungahuset som Gustaf III förlade 1792 års riksdag till Gävle. På väg till Gävle besökte Gustaf III Forsbacka och bruket, övernattade i herrgården för att därefter fara vidare till Gävle för att hålla riksdag.

Nordin var mycket driftig och under hans tid expanderade och utvecklades bruket kraftigt. Han satsade hårt för att göra bruket till ett storföretag. Vid sidan av stångjärnsproduktionen anlades på 1780-talet även en manufaktursmedja med fyra knipphammare, valsverk och två hammare. Masugnen var regelbundet i drift. Gamla byggnader byggdes om och nya uppfördes allt eftersom produktionen så krävde. Nordin lät uppföra herrgården med den kringliggande parken. Vidare uppfördes en mängd nya arbetarbostäder och vägar, allt efter en bestämd plan.

Bruket var kvar i släkten även efter Johan Magnus död 1823. Verksamheten hade växt och utvecklats till en betydande bruksanläggning. Men vid tiden inträffade en lågkonjunktur för järnhanteringen i Sverige, då tillverknings-kostnaderna för tackjärn sköt i höjden och Forsbacka återigen behövde köpa in allt tackjärn utifrån. Detta ledde till att hyttan i Forsbacka lades ner 1830.

Stångjärnsproduktionen däremot, fick en något ökad kapacitet då en mellanhammare på 1830-talet utökades med en egen härd. Under flera år skedde gradvis utveckling på bruket och under högkonjunkturen under 1850-talet tillverkades som mest över 1 100 ton stångjärn per år. Vid den här tiden hade även försäljningen av sågat virke kommit igång och detta gav betydelsefulla intäkter till bruket.

Under 1800-talets industrialisering växte Forsbacka ytterligare och 1870 bildades Forsbacka Jernverks AB. Bruket moderniserades och byggdes ut. Ett nytt verk anlades. Detta rymde två masugnar, två rostugnar, bessemerverk med två konvertrar, ett valsverk och vällugnar. Det var masugnsbyggaren Håkan Stefansson som anlitades att rita och bygga upp den nya verken, vilka kom att uppföras på platsen för den gamla masugnen. Vattenkraften, som hittills drivit verket, var inte längre tillräcklig och kompletterades därför med ångkraft.

Det var tre familjer som stod bakom det nya Aktiebolaget; Lundeberg, Elfbrink och Fogelmarck. De tre familjerna som var släkt, ägde förutom Forsbacka även bruken Mackmyra, Oslättfors och Högbo. Från dessa bruk kom malm- och kolleveranser till Forsbacka, ämnen som utgör grunden i järnframställningen. Kolet kom från brukets bönder och malmen kom från flera olika fyndigheter som bruken disponerade, bl.a. Bispbergs-, Norbergs-, Torsåkers-, Utö- och Tunahästbergs malmer. Transporterna till och från bruket löstes då en järnväg under början av 1870-talet drogs fram från Margaretehills station i Forsbacka på en linje mellan Falun och Gävle.

Under 1880-talet betraktades Forsbacka som ett av de stora svenska bessemerverken. Under slutet av 1800-talet skedde ytterligare utbyggnader och moderniseringar av verket. Ångkraften utökades då göt- och rörvalsverket uppfördes. Bruket köpte in allt fler gruvandelar och kunde på så vis säkra malmförsörjningen. Däremot minskade böndernas kolleveranser varför merparten av kolet fick köpas utifrån.

Genom tillkomsten av göt- och rörvalsverken skedde en ökad förädling av järnprodukten. Större delen av de färdiga produkterna lämnade nu järnverket som valsat material och endast en mindre del som ånghammarsmidda produkter.

Under början av 1900-talet såldes Forsbacka Jerverks AB vidare och vid samma tid såldes även en stor del av brukets värdefulla skogar till Korsnäs Sågverks AB. Till en början innebar den här försäljningen att bruket utvecklades och moderniserades. En ny martinugn togs i bruk och för att förse ugnen med billigt tackjärn förvärvades Karsmansbo hytta i Köping. Produktionen av valsade produkter ökade kraftigt, vilket naturligtvis också krävde ökade kraftresurser. För att effektfullt kunna tillgodose behovet uppfördes 1908-1909 en gaskraftcentral. I den installerades gasmotorer som drevs med gas från masugnarna. De här motorerna drev i sin tur generatorer som producerade elektrisk ström. En allmän elektrifiering av järnverket genomfördes.

Under moderniseringseran under början av 1900-talet revs de två gamla masugnarna, vilka var uppförda av gråsten, och ersattes av två nya ugnar med tegelmurar. Dessa två ugnar följdes snabbt av en tredje masugn för att kunna möta den ökade efterfrågan på bessemerstål. 1915 uppfördes slutligen en fjärde masugn. Innan den stora ombyggnaden i hyttan fanns två rostugnar, men eftersom de var utbrända revs de och ersattes av två nya ugnar, som med tiden kom att utökas till fyra.

Efter en misslyckad försäljning 1916, sjönk Forsbackas lönsamhet drastiskt och under början av 1920-talet var bruket konkurshotat. Verkstadsföretaget Nydqvist och Holm, NOHAB, övertog brukets aktiemajoritet 1921. NOHAB hade nämligen fått en beställning från Ryssland på 1000 lok. Den väldiga stålgjuteribyggnaden uppfördes för ändamålet. Arkitekt för byggnaden var, liksom för Forsbacka Wärdshuset som byggdes om vid samma tid, Stockholmsbaserade Cyrillus Johansson. Den väldiga orden fullföljdes dessvärre aldrig eftersom beställningen skars ner till hälften och NOHAB blev då tvungna att avveckla sitt engagemang i Forsbacka. Återigen bistra tider för järnverket! I väntan på företagets rekonstruktion hade den statliga Kreditkassan ansvaret för Forsbackas skulder och tillgångar.

Verksamheten tuffade dock på under 1920-talet. 1929 förvärvade Fagersta AB aktierna i Forsbacka Jernverk och bruket kom att ingå i en stor koncern. Till en början var verket nedläggningshotat, ett hot som dock aldrig realiserades. Istället växte och moderniserades bruket för att under slutet av 1940-talet vara ett av de allra främsta järnbruken i Sverige. Forsbacka var ett komplett järnverk, där hela produktionsledet av malm till förädlad produkt fanns inom järnverket, vilket höll över 1000 personer sysselsatta.

När bruket befann sig på sin topp började verksamheten koncentreras allt mer till Fagerstakoncernen, vilket blev början på slutet för Forsbacka. Under ett trettiotal år skedde flera nedläggningar inom Forsbacka och 1963 uppfördes Nya verket, vilket var ett stångstålsverk. Antalet anställda var vid den här tiden 650 stycken. Genom ägarförändringar under slutet av 1970-talet, kom nedläggning av bruket återigen upp till diskussion. En stor anledning var att stålämnespriserna hade stigit kraftigt. En kraftig opinion bland ortsbefolkningen och arbetare ledde till att verksamheten kunde bedrivas vidare. Verksamheten omstrukturerades dock kraftigt och under mitten av 1980-talet lades slutligen all produktion ner i det gamla verket. Idag ägs Nya verket av OVAKO Forsbacka AB.

Under slutet av 1970-talet-början av 1980-talet engagerade sig ortsbefolkningen kraftigt i nedläggningsfrågan. Den sk. Forsbackagruppen bildades, vilka bland andra står bakom den väldiga permanenta utställningen Från vaggan till graven, vilken visas i ett av ångpannehusen.

Brukets sista chef, Bengt Lindqvist, var starkt engagerad under nedläggningsfasen. Han var mån om att byggnader och verkstadsutrustning skulle förbli i Forsbacka och vara möjliga för allmänheten att ta del av. Av den anledningen bildades Stiftelsen Forsbacka Bruk 1992 och de flesta av brukets bevarade byggnader överläts till stiftelsen. Stiftare var Forsbacka Järnverk AB, Gävle kommun och föreningar i Forsbacka. Järnverket står dock inte längre kvar som stiftare.

Under första halvan av 1990-talet restaurerades många av stiftelsens byggnader genom arbetsmarknadsmedel, ett stort och viktigt arbete som 1998 belönades med det prestigefulla Europa Nostra priset.