Северо-Курильск единственный населенный пункт на острове Парамушир. Этот остров изначально был заселён айнами, довольно загадочным народом, происхождение которого в настоящее время остаётся неясным. На том месте, где сейчас находится Северо-Курильск некогда находилось самое крупное поселение айнов на Парамушире.
В 1711 году Данила Анциферов и Иван Козыревский с отрядом из 50 казаков вышли из Большерецка и направились в район Курильских островов. Прежде всего был обследован остров Шумшу, затем Парамушир. Челобитные, написанные Анциферовым и его сообщниками, были первыми описаниями курильских островов. В феврале 1712 года во время сбора дани с местного населения, Данила Анциферов и 25 сопровождавших его казаков за поборы и жестокое обращение были заживо сожжены ительменами в зимовье. Летом 1713 года Козыревский предпринимает вторую экспедицию на Курильские острова. На этот раз, он обследовал и остров Онекотан. В 1717 году Иван Козыревский подстригся в монахи, но через четыре года порвал с богоугодным делом и в 1726 году просил Беринга включить его в состав экспедиции, но получил отказ. В 1730 году при появлении в Москве был арестован и приговорён к смертной казни за старые преступления. Но исполнение приговора было отложено, дело вернулось в Сенат на пересмотр. Иван Козыревский умер в московской тюрьме в 1734 году.
В результате этих экспедиций, в XVIII-XIX веках остров входил в состав Российской империи. Суверенитет России был первоначально подтвержден в соответствии с условиями Симодского мирного договора в 1855 году. Однако в 1875 году все Курильские острова были утрачены Россией. Император Александр II принял довольно неоднозначное решение – отдал японцам все Курильские острова в обмен на южную часть острова Сахалин, в соответствии с Санкт-Петербургским мирным договором. Айны, желавшие сохранить русское подданство, в 1878 г. были вывезены на Камчатку, а оставшееся айнское население архипелага в 1884 году было полностью депортировано на острова Шикотан и Хоккайдо. Японцы не сразу начали активно осваивать Парамушир. На месте айнского поселения основали поселок Касивабара только в 1898 году.
Он стал самым крупным портом на острове и центром коммерческого рыболовства, особенно сельди. Любопытно, что здесь находилось самое северное почтовое отделение Японии. После русско-японской войны на северных курильских островах продолжалось строительство рыбацких поселков и рыбообрабатывающих заводов, гаваней, стационарных маяков.
Помимо добычи рыбы, для наших восточных соседей Курильские острова имели важное военное значение. На Парамушире и на соседнем острове Шумшу с 1940 года начались активные работы по строительству военных укреплений, в том числе аэродромов и разместили многотысячный в гарнизон.
18 августа 1945 года советские десантные части начали бои за острова Шумшу и Парамушир. Жестокие бои (в основном на Шумшу) продолжались пять дней и 24 августа войска Красной армии заняли Касивабара. 2 сентября 1945 года государственные и военные представители Японии подписали акт о безоговорочной капитуляции Японии во Второй Мировой войне, после которой Сахалин и Курилы перешли в состав СССР. В 1946 году город Касивабара получил русское название — Северо-Курильск.
5 ноября 1952 года около 5 часов утра местного времени на остров обрушилось катастрофическое цунами, которое вызвало разрушение нескольких населённых пунктов Сахалинской и Камчатской областей с наибольшим ущербом и человеческими жертвами в городе Северо-Курильске. Максимальная высота волны в бухте Китовой на острове Парамушир достигала 18,4 метра, в Северо-Курильске — 10 метров. В прессе о катастрофе не сообщалось и вообще информация о трагедии была засекречена. Точное число погибших до сих пор не раскрыто, но на площади Памяти в Северо-Курильске расположен монумент с именами тех, кого удалось опознать. Это 2236 человек.
В 1950хх годах город был во многом отстроен заново, сместившись подальше от побережья в сторону сопок. Жилые кварталы расположились на древней морской террасе, приподнятой над уровнем моря выше 20 метров. В 1975 году открыты районный дом культуры, музыкальная школа.
1977 год стал рубежным для основного градообразующего предприятия Северо-Курильска — рыбокомбината, когда он был реорганизован в базу сейнерного флота, ставшую одной из крупнейших баз флота на Дальнем Востоке.
Важным событием в культурной жизни явился пуск в 1977 году телевизионной сети «Орбита-2». Жители получили возможность своевременно и в полном объёме получать политическую и культурную информацию по телевидению.
Наибольшее число жителей здесь было в 1989 году, немногим более 5 тысяч человек. Сейчас здесь проживает примерно 2,4 тысячи. Однако строятся новые дома и реконструируется аэропорт. Долгое время сюда летали только вертолёты. Но в 2023 году появилась взлетно-посадочная полоса, которая может принимать легкомоторные самолеты и есть планы ее увеличения. Для того, чтобы сюда могли летать самолеты большей вместимости и появилось регулярное сообщение с областным центром – Южно-Сахалинском.
Пока же сюда можно добраться только на вертолёте из Петропавловска-Камчатского. Или же на теплоходе, тоже с Камчатки.