Candaroğulları zamanında, Kapullu özü (bügünkü Kapullu Köyü) ile varlığına tanık olduğumuz Karabük Köyü, kent olarak varlığını Cumhuriyet’e borçludur. Cumhuriyet’in sanayileşme programı çerçevesinde bir ağır sanayi kenti olarak 3 Nisan 1937 tarihinde Demir Çelik Fabrikasının temelleri ile Karabük’ün de bir kent olarak kuruluşunun temelleri atılmıştır. Karabük, Türkiye’nin ilk ağır sanayi işletmesinin temelinin atıldığı bir kenttir. 1933 yılında kabul edilip, 17 Nisan 1934 tarihinde eyleme konulan ilk beş yıllık kalkınma programının, devletçi ekonomi siyaseti ile birlikte gerçekçi anlamda uygulandığı ilk kent Karabük’tür. Karabük, 1963-1970 yılları arasında ekonomik açıdan en parlak, sosyal ve kültürel açıdan en hareketli günlerini yaşamıştır. 1980’li yıllardan sonra, hükümetlerin özellikle liberal ağırlıklı ekonomik politikalar izlemeleri sonucunda, ekonomisini sadece demir ve çelik üretimine bağlayan kentte, tek bir sektöre bağlılık sorun yaratmaya başlamıştır. 1990’lı yıllarda yaşanan 137 günlük işçi grevinden sonra Demir Çelik Fabrikası sürekli kriz içine sürüklenmiş, nihayet Demir Çelik Fabrikası, 1995 yılında üyelerinin büyük çoğunluğunu işçilerin oluşturduğu Kardemir A.Ş. ne devredilerek özelleştirilmiştir. Bu özelleştirilme biçimi, ilk defa özelleştirme tarihine, "Karabük biçimi özelleştirme" şeklinde geçmiştir. 1996 tarihinde kent ekonomisi tekstil alanına kaymış, 2000 yılında Organize Sanayi Bölgesi’nin hizmete girmesi ile de kentte yeniden bir ekonomik canlılık yaratma fonksiyonu hızlandırılmaya çalışılmıştır.
 

       Nüfus yoğunluğunun artmaya başladığı Karabük'te 25 Haziran 1939'da belediye teşkilatı kurulmuştur. 1941 yılında Safranbolu ilçesine bağlı bucak olan Karabük 3 Mart 1953 tarihinde 6068 sayılı kanunla Zonguldak İline bağlı bir ilçe haline gelmiştir.

       Karabük, 6 Haziran 1995 gün ve 22305 sayılı Resmi Gazete'de yayınlanan 550 sayılı Kanun Hükmünde Kararname ile Çankırı'dan; Ovacık ve Eskipazar ilçeleri ile Zonguldak'tan; Eflani, Safranbolu ve Yenice ilçelerinin birleştirilmesiyle Türkiye'nin 78. ili olmuştur.