Появление города Казатин связано со строительством железной дороги Киев - Балта во второй половине XIX века. В 1870 году была построена мощная по тем временам станция и заложен рабочий поселок. 7 июля 1874 года поселок рабочих Казатин был отнесен к категории городов Бердичевского уезда Киевской губернии – эта дата и является официальной датой рождения города Казатин.
В справочнике Юго-Западной железной дороги за 1898 год было указано, что до постройки железной дороги окрестности Казатина были пустынной местностью, с редким населением, а само место, занимаемое ныне станцией и станционными сооружениями, представляло болотистую местность, совершенно не пригодную для обработки.
Здание вокзала, построенное в 1889 году архитектором А.В.Кобелевым по проекту архитектора В.И.Куликовского, было одним из лучших вокзалов русской рельсовой сети. С обеих сторон вокзала проложены рельсовые пути, что значительно увеличивает пропускную способность станции и дает возможность одновременно принимать и отпускать несколько поездов.
Через Казатин прошли железные дороги основных линий на Брест и Одессу, и дополнительный – к Умани, что способствовало дальнейшему развитию городка.
В начале ХХ века в Казатине проживало 3,5 тыс. человек; в нем была православная церковь, две еврейских молельни, железнодорожное депо, техническое железнодорожное училище, школа, больница, аптеки. А также были мельницы, кузницы, столярни; шапочные, сапожные и бондарские мастерские, кирпичный завод и питейные лавки; по четвергам проводились еженедельные базары.
В 1923 году поселок городского типа Казатин стал районным центром Бердичевского округа, а после образования Винницкой области в 1932 году вошел в ее состав. В 1938 году Казатин был отнесен к категории городов с горсоветом.
Во Время Великой Отечественной войны Казатин был оккупирован немецко-фашистскими войсками с июля 1941 года по 28 декабря 1943 года. Но поскольку Казатин представлял собой важный стратегический железнодорожный узел, то бомбардировки его кварталов продолжались и после освобождения, особенно интенсивными они были зимой и весной 1944 года.
13 июля 2000 года город Казатин был отнесен к категории городов областного значения.
