В период с 1840 по 1860 год Серпухов переживает период интенсивного промышленного роста. К середине 1850-х годов число занятых на предприятиях города достигло 8500 человек, вместе с пригородами — 10400 человек. На территории остального уезда при этом число рабочих сократилось до одной тысячи человек, что говорит о повышении территориальной концентрации производства. Средний размер хлопчатобумажных фабрик с 1843 года вырос с 487 до 742 человек, общее чило занятых в отрасли составило 8900 человек. Лидерами серпуховской промышленности стали предприятия Н. М. Коншина (впоследствии преобразованные его сыном в Товарищество мануфактур Н. Н. Коншина), которому принадлежали бумаготкацкая и ситценабивная фабрика «Старая мыза» (основанная Максимом Коншиным в 1814 году), прядильное предприятие (открыто на севере города в 1846 году), бумагопрядильная и ткацкая фабрика «Новая мыза» (открыта в конце 1850-х годов близ деревни Глазечня), составившие комплекс, позволивший выполняить полный цикл обработки от прядильного сырья до готовой набивной продукции. Из других подотраслей текстильной промышленности следует отметить действовавшие в это же время в Серпухове шерстобумажные фабрики. Производство полотна к середине XIX века приходит в упадок: на четырёх оставшихся мануфактурах в 1843 году занято 126 человек. С технической точки зрения серпуховские предприятия того времени не отличались высоким развитием: на большинстве применялся ручной труд, в качестве двигательной силы применялись конный привод и водяные колёса. В1850-х годах появляются паровые машины.

Важное место в городской экономике первой половины и середины XIX века занимала торговля. По объёму торговых операций Серпухов занимал второе место в губернии после Коломны. Ключевыми торговыми маршрутами являлись дорога, соединяющая Харьков c Москвой и водный путь по Оке. Основные предметы торговли — хлеб, лес, текстиль. Значительную роль в жизни города занимало ремесленное производство, в котором к 1861 году было занято свыше 600 человек. Ключевые ремесленные профессии того времени: булочники, мясники, сапожники, портные, модистки, кузнецы, столяры, резчики, печники.

Основными составляющими промышленного комплекса Серпухова сегодня являются: пищевая  промышленность (35,88%), фармацевтика (26,15%), производство резиновых и пластмассовых изделий (10%), химическая промышленность (5,52%), а также производство электрического оборудования и прочих неметаллических минеральных продуктов (13,73%).