Localitatea contemporană Oțelu Roșu încorporează și fosta localitate Ohaba Bistra. Primele semne ale locuirii umane datează din Paleolitic, sub formă de unelte primitive. În zonele învecinate au fost găsite vestigii sporadice din epoca neolitică.
În timpul războaielor dintre romani și daci, Valea Bistrei a fost calea folosită de împăratul Traian pentru a pătrunde în inima Daciei. Un castrum roman se găsește lângă cimitirul Zăvoi (vechiul Agnaviae), o așezare apropiată de Oțelu Roșu.
În secolul al XV-lea, în perioada medievală, Oțelu Roșu a fost menționat sub numele de „Bistra”, iar mai târziu cu numele maghiar de Nándorhegy. După izgonirea turcilor din Banat de către Habsburgi, zona a fost colonizată de germani. De asemenea, italienii sunt aduși să lucreze în industria metalurgică. În Regatul Ungariei, orașul a făcut parte din județul Krassó-Szörény din 1881 până în 1918. După Primul Război Mondial și după războiul maghiar-român care a urmat, armata română a intrat în oraș. În urma Tratatului de la Trianon din 1920, partea de nord-est a Banatului a devenit parte a Regatului României, iar numele de Nándorhegy a fost înlocuit cu Ferdinand.
După 1947, numele Ferdinand nu a plăcut guvernului comunist, care l-a schimbat în Oțelu Roșu („[The] Red Steel”) pentru a sublinia importanța industriei metalurgice a orașului.
Conform recensământului efectuat în 2011, populația orașului Oțelu Roșu se ridică la 10.510 locuitori, în scădere față de recensământul anterior din 2002, când se înregistraseră 11.749 de locuitori. Majoritatea locuitorilor sunt români (82,24%). Principalele minorități sunt cele de maghiari (1,99%) și germani (1,43%). Pentru 13,36% din populație, apartenența etnică nu este cunoscută. Din punct de vedere confesional, majoritatea locuitorilor sunt ortodocși (70,15%), dar există și minorități de romano-catolici (6,92%), penticostali (4,1%) și baptiști (3,48%). Pentru 13,35% din populație, nu este cunoscută apartenența confesională.
