Na teritoriji današnje opštine Mladenovac prva naselja formirana su u periodu praistorije, o čemu svedoče brojna arheološka nalazišta i oko 200 ostataka praistorijskih naselja. Današnja naselja u mladenovačkom kraju pominju se još u srednjem veku, u doba Despota Stefana Lazarevića. Razvoj saobraćaja uticao je na formiranje varoškog naselja na ataru ranijeg sela Mladenovca. Novo naselje se razvijalo oko železničke stanice podignute odmah po izgradnji pruge 1882. godine i mehane "Kosmaj", današnje "Stare mehane". Ukazom Kralja Aleksandra Obrenovića, 1893. godine, naselje je proglašeno za varošicu, a varošica Mladenovac dobila je ime po selu u čijem ataru je nastala. Naziv "Mladenovac", prema legendi, potiče od Mladena, jednog od trojice braće koji je 200 godina posle Kosovskog boja došao u ovaj kraj. Mesto gde su njegovi potomci formirali porodice po njemu je dobilo naziv Mladenovac.
Na lokalitetu Jablanice u selu Međulužju otkriveni su tragovi naselja iz perioda finalnog neolita (3800-3200 p.n.e). Tragovi naseljenosti ovih krajeva se nalaze i za period bakarnog, bronzanog i gvozdenog doba. Sa osvajanjima Rimljana na prelomu II i I veka p.n.e. koji Kosmaj pretvaraju u značajni rudarski centar, na ovom području raste broj naselja. Prvo praistorijsko naselje, istraživano po savremenim principima arheologije, otkriveno je 1900. godine na lokalitetu Jablanica u Međulužju i pripada vinčanskoj kulturi. U naselju Bataševo u Mladenovcu, 1998. godine, otkriveno je Protostarčevačko nalazište iz kraja VI milenijuma pne., sa izuzetnim nalazima hrama i pokretnog arheološkog materijala.
Srednji vek
Na lokalitetu Divičmeđ u Kovačevcu otkriven je rano srednjovekovni grad iz perioda IX-XI vek. U opštini Mladenovac postoje i istraživani su i drugi lokaliteti: Bunarine u Vlaškoj, Jablanica u Međulužju iz rimskog perioda i Manastirine u Velikoj Ivanči sa ostacima crkve ili manastira iz XV veka. Među značajne nepokretne kulturno-istorijske spomenike ovog kraja ubraja se manastir Pavlovac koji je sagrađen krajem XIV i početkom XV veka i smatra se zadužbinom despota Stefana Lazarevića. Po arhitektonskom obliku pripada moravskoj graditeljskoj školi. Manastir su porušili Turci tokom Velike seobe 1690. godine, a njegova obnova je započeta 1963. godine. Manastirska crkva je završena 1991. godine, a osveštana 31. oktobra 1999. godine. Pored Manastirske crkve nalaze se ostaci konaka i trpezarije. Manastir Pavlovac se nalazi u ataru sela Koraćice podno Kosmaja i udaljen je 13 km od Mladenovca. U Crkvinama, delu sela Markovca, u porti crkve Sv. Proroka Ilije nalazi se spomenik despota Stefana Lazarevića, koji je na mestu iznenadne despotove smrti, 19.7.1427. godine postavio Đurađ Zubrović, jedan od despotovih bliskih ljudi. Spomenik je u obliku obeliska od belog venčačkog mermera, na kome je tekst ispisan na staroslovenskom jeziku. Spomenik je pod zaštitom Republičkog zavoda za zaštitu spomenika kulture.
Prvi svetski rat
U samom gradu smešten je spomen kompleks Crkvenac sa spomen česmom koja je podignuta septembra 1915. godine u znak sećanja i zahvalnosti na savezničke medicinske misije koje su lečile srpske ranjenike i obolele od pegavog tifusa u tadašnjoj Vojnoj bolnici u Mladenovcu. Česma je obnovljena 1985. godine kada je i uređen okolni prostor. Spomen kompleks Makovica-Varovnice, na prostoru od 35 km², obuhvata spomenik palim ratnicima tokom Varovničkog boja od 4. do 10. decembra 1915. godine, postavljen na vrhu Varovnica, na koti 406 i šire okruženje sa drugim spomen obeležjima i rovovima, od kojih su neki i danas vidljivi.
Spomenik u centru grada sa figurom srpskog ratnika, delo akademskog slikara i vajara Mihaila Milovanovića, posvećen je pedesetsedmorici meštana varoši Mladenovac palim u oslobodilačkim ratovima Srbije 1912-1918. godine.
Drugi svetski rat
Na Kosmaju se nalazi spomenik palim borcima u Drugom svetskom ratu - delo vajara Vojina Stojića i Nikole Jankovića te arhitekte Gradimira Medakovića.