Ab dem späten 18. Jahrhundert entwickelte sich Sheffield zu einer bedeutenden Industriestadt und zum Zentrum der Stahlverarbeitung. Viele mittelalterliche Gebäude wurden durch modernere Bauten ersetzt. Am 11. März 1864 wurden große Teile der Stadt nach dem Bruch des Dale-Dyke-Staudammes überschwemmt; 800 Häuser wurden dabei zerstört und 270 Menschen kamen ums Leben.
Die Stahlindustrie war geprägt von besonders schlechten Arbeitsbedingungen; es ist deshalb kein Zufall, dass hier die ersten Gewerkschaften des Landes entstanden. Um 1860 kam es zu den sog. Sheffield Outrages, Auseinandersetzungen zwischen Fabrikbesitzern und militanten Gewerkschaftern, welche in Bombenexplosionen und Mordanschlägen gipfelten.
Die Stahlfabriken von Sheffield waren führend in der Weiterentwicklung des Stahls, so wurde 1912 durch Harry Brearley der rostfreie Stahl erfunden. Sheffield war vor allem für Stahlmesser bekannt. Andere wichtige Industriezweige waren Kohlebergbau und Steinbrüche. So wurde z.B. der Westminster-Palast in London aus Kalkstein errichtet, der aus dem nahe gelegenen Dorf Anston stammte.
In den 1960er Jahren wurden viele Stahlwerke geschlossen und es kam zu Massenarbeitslosigkeit. Heute hat sich Sheffield zu einer freundlichen, sauberen Stadt entwickelt. Mittlerweile ist der Dienstleistungssektor der größte Arbeitgeber der Region. Im Jahre 2003 ermittelte eine Studie der Barclays Bank, dass die Region Sheffield die wohlhabendste Region des Landes ist, übertroffen nur von London.