В 1952 году на землях Ленинского (Кольчугинского) рудника был образован рабочий посёлок Полысаево, однако поселение возникло ещё в 1940-м году, когда в строй была сдана шахта «Полысаевская».

В 1980-х годах Полысаево и пгт. Красногорский входят в состав Октябрьского района города Ленинск-Кузнецкий.

Посёлок Полысаево преобразован в город с подчинением Ленинск-Кузнецкому горисполкому, далее Совету народных депутатов в 1989. В 1999 году город признан как самостоятельное муниципальное образование в составе Кемеровской области. Так же в состав города был включён ленинск-кузнецкий микрорайон комплексной застройки Соцгородок.

Ныне Полысаево хоть и является отдельным городом, но связи с городом Ленинск-Кузнецкий играют большую роль как в жизнях полысаевцев, так и жизнях ленинск-кузнечан