fot. Przemek Noparlik / CC-BY-SA 3.0
Pierwsza wzmianka o Kochłowicach pojawia się w dokumencie książęcym z 1360 roku. Wieś stanowiąca część ziemi bytomskiej była lokowana na prawie niemieckim w drugiej połowie XIV wieku, ale z badań archeologicznych wiemy, że już w XII-XIII wieku istniało tutaj osadnictwo związane z wytopem żelaza z tutejszych rud. Między wiekiem XIII a pierwszą połową XV wieku funkcjonował tu także niewielki gród warowny w dolinie Kochłówki, po którym do dziś pozostał ziemny kopiec otoczony suchą fosą – kochłowicki Gródek.
Obejrzyj archiwalia związane z kochłowickim Gródkiem
W XVI i XVII wieku na terenie Kochłowic znajdował się skład soli (czego pamiątką jest dzisiejsza ulica Solna). W okresie reformacji, około 1590 roku, wybudowano tu również drewnianą kaplicę protestancką (filię parafii z Bielszowic), która później także została parafią. W okresie wojny trzydziestoletniej (1618-1648) kilkukrotnie przechodziły przez Kochłowice walczące wojska duńskie, szwedzkie i cesarskie (świadectwem tego jest potoczna nazwa lasu na wschód od Kochłowic – Mansfeld, od nazwiska duńskiego wodza). Po wojnie kościół i parafię przejęli katolicy, erygując tutaj własną parafię w 1648 roku.
Aż do XIX wieku Kochłowice, należące do siemianowickiej gałęzi rodu Henckel von Donnersmarck, były typową wsią rolniczą, stanowiącą centrum i punkt odniesienia dla sąsiednich, mniejszych miejscowości: Nowej Wsi, Bykowiny, Radoszowa, Kłodnicy i Halemby, które wchodziły w skład parafii kochłowickiej. Od końca XVIII wieku rozpoczęto tutaj wydobycie węgla: w 1786 roku powstała kopalnia „Lasarus”; w 1824 roku – kopalnia „Hugo”, a cztery lata później – kopalnia „Zwang” (od 1849 roku funkcjonujące jako jedna kopalnia „Hugo-Zwang”, nazwana w 1928 roku "Wirek”). W związku z tym XIX wiek oraz pierwsza połowa XX wieku przyniosła duży wzrost liczby mieszkańców: przed I wojną światową było ich już blisko 10 tysięcy, podczas gdy sto lat wcześniej – dużo poniżej tysiąca. Z tego powodu murowany późnobarokowy kościół w centrum Kochłowic (powstały w 1806 roku na miejscu poprzedniej, drewnianej świątyni) okazał się za mały, a parafia wybudowała w latach 1900-1902 nowy neoromański kościół projektu Ludwiga Schneidera. Także na przełomie XIX i XX wieku powstało w Kochłowicach szereg murowanych domów, kamienic i budynków użyteczności publicznej (szkoły, sklepy, urząd gminy, kolonie robotnicze przy dzisiejszej ul. Radoszowskiej oraz ul. Tunkla), a na początku XX wieku doprowadzono elektryczność. W 1904 roku pojawiła się również linia kolejowa, a w 1906 roku wieś Radoszów włączono w granice Kochłowic.
Obejrzyj archiwalia związane z parafią kochłowicką
W I wojnie światowej wielu mieszkańców Kochłowic poległo jako żołnierze armii niemieckiej. W okresie powojennym (1918-1922), gdy ważyły się polityczne losy Górnego Śląska, mieszkańcy Kochłowic wzięli udział (po stronie polskiej i niemieckiej) w walkach w okresie II i III powstania śląskiego. W plebiscycie w 1921 roku oddano tu 3364 głosy za przynależnością do Polski oraz 968 za przynależnością do Niemiec. Od 1922 do 1939 roku Kochłowice należały do Polski i były częścią autonomicznego województwa śląskiego. W tym okresie powstał m.in. budynek remizy strażackiej, posterunku Policji Województwa Śląskiego oraz nowy gmach szkolny (obecna szkoła podstawowa nr 18) projektu Leona Dietz-d’Army. W czasie II wojny światowej Kochłowice zostały wcielone do III Rzeszy, a wielu mieszkańców zostało wcielonych do niemieckiego wojska. Na terenie miejscowości funkcjonowały niemieckie obozy pracy oraz – w budynku szkoły w Radoszowie – obóz przesiedleńczy dla ludności niemieckiej z Bukowiny, a od 1942 roku obóz koncentracyjny dla ludności polskiej wysiedlonej z Zagłębia i Żywiecczyzny (tzw. Polenlager nr 7). W czasie wojny uruchomiono również wydobycie węgla w zamkniętej w 1933 roku kopalni „Wirek”.
Po II wojnie światowej przystąpiono m.in. do budowy kopalni „Nowy Wirek”, którą uruchomiono i połączono z dotychczasową KWK „Wirek” w 1954 roku. Dwadzieścia lat później otwarto kolejną kopalnię – „Śląsk”. Rozwój przemysłu spowodował także powstawanie nowych osiedli mieszkaniowych przy ul. Oświęcimskiej, Opolskiej i Radoszowskiej (w latach 50.) oraz Oświęcimskiej, Łukasiewicza, Dunikowskiego (w latach 70. i 80.). W 1951 roku samodzielną do tej pory gminę Kochłowice włączono w obręb miasta Nowy Bytom, które następnie w 1959 roku stało się częścią miasta Ruda Śląska.
Pod koniec lat 80. XX wieku w Kochłowicach mieszkało przeszło 15 tysięcy osób; później – w wyniku migracji i przemian demograficznych – liczba ta regularnie spadała. W 2009 roku zaprzestano wydobycia węgla w Ruchu „Wirek” ówczesnej kopalni „Halemba-Wirek”, a w 2017 w kopalni „Śląsk”. W 2000 roku zamknięto ruch osobowy na linii kolejowej przez Kochłowice. W 2010 roku miejscowość obchodziła 650-lecie pierwszej wzmianki źródłowej.