Надым упоминается в летописях в 1146 году, а на русских картах появляется с конца XVII века. Найденные на раскопках Надымского городища серебряные украшения, керамика, утварь относятся к 9 веку. У слова «надым» есть разные версии происхождения. Первая: от ненецкого «нядэйм» — мшистое место. Вторая: от ненецкого «няда ям» — «ягельная река». Третья: от старого русского слова «надым», означающего «сугроб». В 1951 году Надым выглядел так: 55 двух- и четырехэтажных жилых домов, паровозное и вагонное депо, электростанция, два магазина, клуб, столовая, овощехранилище, хлебопекарня, детский сад, школа, интернат, больничный городок и т.д.
Как и многие другие сибирские города, Надым начинает свою Новейшую Историю в ХХ веке. В 1967 году на Ямальском Севере было открыто уникальное газовое месторождение Медвежье. Малоизвестный поселок Надым, затерянный в тундре и расположенный в 12 километрах от берега одноименной реки и в 75 километрах от Медвежьего месторождения, был выбран как место создания промышленной базы строителей, трассовиков, газодобытчиков. Надым стал первым в Ямало-Ненецком автономном округе базовым городом для освоения топливно-энергетических ресурсов страны и первым среди «нефтегазовых» населенных пунктов округа, получившим «городской» статус.
Надым стал плацдармом индустриального освоения огромных природных богатств края, лабораторией и полигоном передовых научно-технических разработок, кузницей кадров. Надымские «десанты» осваивали новые месторождения ЯНАО — Уренгойское и Ямбургское. Мощный строительный комплекс, созданный в Надыме, сыграл решающую роль в их обустройстве.
Надым застраивался невероятными темпами. Сносились старые дома, и на их месте вырастали новые. Была аннулирована проходившая через город железная дорога. В августе 1971 года состоялась торжественная церемония закладки первого капитального здания — на улица Зверева, дом 1. На Всесоюзную ударную стройку Надыма ехала молодежь со всей страны. Для большой стройки нужны были собственные строительные материалы. Так в Надыме появился завод крупнопанельного домостроения.
За зиму 1970-1971 годов население поселка выросло в десять раз. Генеральным планом города, разработанным в 1987 году, предусмотрена возможность перспективного увеличения численности жителей до 75 тысяч жителей.
Начав свою историю с десятка бараков и «балков», Надым стал одним из самых уютных городов Западной Сибири, что подтвердилось победой во Всероссийском конкурсе на звание «Самый благоустроенный город России» в 2001 году (конкурс проводился среди городов с численностью населения до 100 тысяч человек). В архитектурном смысле это уникальный город: его жилые микрорайоны, проектировались так, чтобы получались замкнутые комплексы, защищенные от холодных арктических ветров. Осенью 2012 года Надыму исполнилось 40 лет.