La dedicación al comercio de Bilbao no evitó que también la industria tuviera relevancia, incluso antes de la industrialización. Su cercanía al mar y su puerto hizo que en las riberas de la Ría se establecieran astilleros de ribera, comenzando por el propio Arenal antes de que se convirtiera en un paseo, o río arriba, en Zorroza, hubo establecidos unos astilleros reales. Desde el siglo XV las ferrerías, se comenzaron a instalar junto a los cursos de agua con el objeto de aprovechar la energía hidráulica para mover el martillo pilón con el que batir el hierro.

El paso a la industria en los límites del actual Bilbao se produjo en 1841, con la fundación de la primera siderurgia moderna en Begoña, con la fábrica de Santa Ana de Bolueta, que aprovechaba el carbón vegetal y el mineral de hierro de Ollargan para sus altos hornos, instalados en 1848. Una muestra de la relación con los viejos tiempos de las ferrerías es que precisamente su emplazamiento era el de una antigua ferrería, de la que se conservan datos desde mediados del siglo XV, vinculada al mayorazgo de los Leguizamón.

Desde 1876 comenzó la primera industrialización en Bizkaia, con Altos Hornos de Bilbao y La Vizcaya, de 1882, o la Mudela en el Desierto en 1880. Pero en Bilbao continuó funcionando Santa Ana de Bolueta y desde 1878 sobre un pequeño taller la fábrica de Echevarría, que se irá expandiendo hacia Begoña hasta lindar con el viejo cementerio de Mallona.

Esta siderurgia en principio estaba planeada para la exportación. Sin embargo, para comienzos de la década de los noventa del XIX esta tendencia se redujo, dentro del proteccionismo del momento, así que se tuvo que recurrir al mercado interior y a la elaboración de productos terminados: Talleres de Zorroza (1890), Talleres de Deusto (1891), Basconia y Tubos Forjados (1892), Aurrerá,  en las que también participaron muchos de los que fundaron las siderurgias básicas.El proceso de concentración llevó a la creación de Altos Hornos de Vizcaya en 1902, por la fusión de Altos Hornos de Bilbao, La Vizcaya y La Iberia.

El efecto de la instalación de estas empresas fue multiplicador. Se extendieron nuevas iniciativas vinculadas más o menos a este sector: los astilleros modernos (Astilleros del Nervión en 1888, Euskalduna 1900 o La Naval, 1918), plantas de bienes de equipo como la Babcock o fábricas de  muebles metálicos como la de Marcelino Ibáñez de Betolaza en Huertas de la Villa. Pero también en otros sectores como el vidrio en Lamiaco (Fábrica de vidrios de Lamiaco, actualmente Vicrila), el químico con fábricas de explosivos con la Dinamita S.A., (1872) en Galdakao, de  jabones como la Jabonera Tapia y sobrino (1880) o la Jabonera Bilbaína (1930), papeleras con Papelera Española constituida en 1901 como agrupación de fábricas previas, cementeras (en Arrigorriaga, Lemona), o de suministro de equipos eléctricos, etc. El desarrollo industrial trajo consigo un aumento de demanda de mano de obra, y por lo tanto de población que se fue estableciendo en Bilbao y pueblos de la Ría, lo que al tiempo generó una creciente demanda de sectores como la construcción (Inmobiliaria de Iralabarri, Sociedad Gral, de Obras y Construcciones, La Perla,Constructora Bilbaína) o la alimentación por lo que encontramos empresas como Artiach o Harino Panadera.

A las puertas de la Guerra Civil, incluso con la crisis económica del momento, Bilbao se contaba con un sector industrial si bien muy concentrado en el sector siderometalúrgico, con un extenso tejido que abarcaba a otros sectores avanzados en su época, formado por lo tanto uno de los focos de la industria del Estado más relevantes

Tras la Guerra Civil el desarrollo industrial se amplió todavía más, con la ampliación de las fábricas preexistentes o la aparición de nuevas empresas por la política de sustitución de importaciones, como la SEFANITRO. En una fase posterior, con una mayor apertura económica se fundó Petronor que instaló su refinería en Somorrostro.

Este monocultivo industrial se derrumbó desde mediados de los años setenta con la crisis económica que afectó especialmente y no sólo en Bizkaia a los sectores básicos de su economía: siderurgia, astilleros, bienes de equipo, etc. y todo el tejido de suministros y auxiliares.

En esta situación casi de caída libre, las inundaciones de 1983 supusieron la destrucción de amplias zonas ribereñas con dedicación industrial. Así, Bilbao se desindustrializó todavía más, pero hay otro factor relevante que explica este proceso como fue el propio desarrollo urbano de la Villa, en la medida en que su crecimiento “expulsó” a industrias casi centenarias hacia otros terrenos, como el caso de Echevarría (que se trasladó a Basauri) o más recientemente Santa Ana de Bolueta o Cadenas Vicinay que han abandonado sus terrenos históricos para dejar paso a la construcción de viviendas.