Desde sus raíces indígenas en Cochórit y su consolidación ferroviaria, hasta su evolución como polo industrial y cultural de Sonora.
El territorio municipal posee profundas raíces indígenas. La zona costera de Cochórit formó parte del territorio ancestral de la Nación Yaqui. Durante los siglos XVIII y XIX, la zona dependió de Guaymas, registrándose asentamientos pioneros como La Ladrillera.
El hito definitorio ocurrió el 15 de septiembre de 1905, cuando se construyó el entronque entre dos líneas férreas: el Ferrocarril de Sonora y el Ferrocarril Sudpacífico.
Conocido inicialmente como "Junction" o "Junction City", se tradujo al español como Empalme, haciendo referencia a la unión de las vías ferroviarias.
A principios del siglo XX, la compañía ferroviaria trazó un plan urbano innovador con amplias avenidas, viviendas organizadas para trabajadores e importantes parques y áreas verdes.
Este diseño contrastaba de forma armoniosa con el desierto sonorense, otorgándole el histórico apodo de "Ciudad Jardín".
Nace el campamento de entronque entre el Ferrocarril de Sonora y el Sudpacífico.
El general Álvaro Obregón situó su centro de operaciones en Empalme. Se realizó el primer intento de bombardeo aeronaval del mundo, piloteado por Didier Masson.
Charles Chaplin contrajo matrimonio en Empalme con la actriz Lita Grey, invitado por amigos trabajadores del ferrocarril.
Logra su autonomía definitiva como Municipio Libre de Empalme. Obtiene el título de Ciudad en 1961.
Empalme mantiene un histórico lazo de hermanamiento con la ciudad de Stockton, California, generando intercambio cultural y apoyos como donaciones para el Departamento de Bomberos local.