Nucor wywodzi się od producenta samochodów Ransom E. Olds, który założył Olds Motor Vehicle Company w 1897 roku (firma później stała się Oldsmobile, część General Motors Corporation). W 1905 r. Olds opuścił Oldsmobile i założył nową firmę, REO Motor Car Company, w Lansing, Michigan. Chociaż produkty REO (w tym luksusowy samochód REO Flying Cloud i ciężarówka REO Speed Wagon) były popularne, nie były dochodowe, a firma złożyła wniosek o ogłoszenie upadłości w 1938 roku.

Po reorganizacji upadłości, REO przesunęła swoją uwagę z samochodów na ciężarówki, ale nadal ponosiła straty. W grudniu 1954 roku REO sprzedała całą swoją działalność produkcyjną firmie Bohn Aluminum and Brass Corporation.

Spółka rozpoczęła postępowanie likwidacyjne po sprzedaży swoich operacji, ale grupa dysydenckich akcjonariuszy, zauważając istnienie możliwej do wykorzystania straty podatkowej, skutecznie zakwestionowała likwidację w walce o pełnomocnictwa we wrześniu 1955 roku i zmusiła REO do przejęcia maleńkiej firmy świadczącej usługi jądrowe o nazwie Nuclear Consultants, Inc. w ramach przejęcia odwrotnego. Firma zmieniła nazwę na „Nuclear Corporation of America Inc.” i przeniosła się do biur w Empire State Building w Nowym Jorku. Próba przekształcenia się organizacji w firmę świadczącą usługi dla przemysłu jądrowego nie powiodła się, więc podążyła ona za przykładem innych firm z lat 50. i 60. i próbowała przekształcić się w konglomerat, przenosząc swoją siedzibę do Phoenix w Arizonie. Dokonała kilku przejęć, w tym Vulcraft Corporation, producenta belek stalowych z siedzibą we Florence w Karolinie Południowej. Vulcraft został założony przez Sanborn Chase (bez związku z Chase & Sanborn Coffee), który zmarł w młodym wieku, pozostawiając firmę wdowie. Nuclear kupił Vulcraft od wdowy po Chase’ie w 1962 roku i zatrudnił F. Kennetha Iversona jako dyrektora generalnego. W marcu 1965 r. firma ponownie złożyła wniosek o ogłoszenie upadłości. Zarząd zwolnił prezesa Nuclear (i musiał zwrócić mu jego służbowy odrzutowiec), ale nie mógł znaleźć następcy. Ostatecznie Samuel Siegel (nie spokrewniony z mandolinistą Samuelem Siegelem), księgowy w Nuclear i przyjaciel Iversona, który chciał odejść z firmy, poinformował zarząd, że pozostanie z nimi pod dwoma warunkami: Iverson zostałby prezesem, a on (Siegel) dyrektorem finansowym. Zarząd zaakceptował to.

Iverson i Siegel zreorganizowali firmę Nucor wokół jej jedynej dochodowej działalności, producenta stali Vulcraft. Wszystkie inne przedsiębiorstwa zostały sprzedane lub zlikwidowane. W 1966 roku firma przeniosła swoją siedzibę do Charlotte w Karolinie Północnej, aby być bliżej swojego głównego zakładu Vulcraft.

W 1968 roku, nie mogąc uzyskać korzystnych cen stali od amerykańskich producentów i niezadowolony z importowanej stali dostępnej w tym czasie, Iverson, z wykształcenia metalurg, postanowił rozszerzyć działalność Nucor pionowo na produkcję stali, budując swoją pierwszą walcownię prętów stalowych w Darlington w Karolinie Południowej. Firma zdecydowała się na zakup elektrycznego pieca łukowego, który był o wiele tańszy niż tradycyjny wielki piec stalowy, zaciągając kredyt w wysokości 6 milionów dolarów zabezpieczony wszystkimi aktywami firmy. Opóźnienia w produkcji i problemy z personelem spowodowały spadek akcji firmy do groszy, ale zyski wzrosły w 1971 i 1972 roku.

W 1972 roku, firma, uznając, że był teraz źle nazwany, przyjęła swój obecny tytuł, Nucor Corporation. Nucor dostrzegł popyt na tanie produkty ze stali towarowej (np. pręty zbrojeniowe) i rozpoczął ich produkcję. Zaczęli sprzedawać stal innym firmom, które wcześniej importowały stal gorszej jakości.

Od czasu reorganizacji, Nucor stał się liderem w technologii recyklingu i rozszerzył swoją obecność na rynku. W 1988 r. Nucor został pierwszym przedsiębiorstwem zajmującym się recyklingiem stali, które produkowało belki szerokokrawędziowe o głębokości 40″. W tym samym roku firma otworzyła swój dział produktów budowlanych.

W 1989 roku firma Nucor otworzyła zakład w Crawfordsville w stanie Indiana, pierwszą na świecie minihutę produkującą stal walcowaną płaską w technologii cienkich płyt.

W marcu 2000 roku utworzono spółkę joint venture, której właścicielami w 47,5% są firmy Nucor, w 47,5% BlueScope, a w 5% IHI Corporation, w celu uzyskania licencji na technologię Castrip. Technologia ta pozwalała na ciągłe odlewanie blach stalowych bezpośrednio z roztopionej stali bez konieczności stosowania ciężkich, drogich i energochłonnych walców. W rezultacie walcownie zbudowane w tej technologii są znacznie tańsze i zajmują znacznie mniej miejsca niż inne walcownie.

We wrześniu 2000 roku Dan DiMicco, wcześniej dyrektor generalny wysoce rentownej spółki joint venture Nucor-Yamato Steel, został mianowany dyrektorem generalnym.

W kolejnych latach firma dokonała kilku przejęć; w 2001 roku firma nabyła Auburn Steel, pierwsze przejęcie od 36 lat. W 2002 roku Nucor kupił Birmingham Steel, w tym fabrykę Mississippi Steel i operacje w Birmingham, Alabama. W 2004 r. firma Nucor nabyła Corus Tuscaloosa, a w 2005 r. Fort Howard Steel i Marion Steel. W 2006 r. Nucor nabył Connecticut Steel, Verco Decking i Harris Steel. Przejęcie Harris Steel o wartości 1,07 miliarda dolarów rozszerzyło działalność Nucor na produkcję prefabrykowanych prętów zbrojeniowych, których rynek był silny ze względu na zwiększone wydatki na infrastrukturę. W 2007 roku dział Nucor Building Systems przejął firmę Magnatrax, co zwiększyło jej udział w rynku systemów prefabrykowanych budynków metalowych. W marcu 2008 roku firma Nucor nabyła David J. Joseph Company, jednego z największych brokerów złomu i firm zajmujących się recyklingiem w Stanach Zjednoczonych, w celu przejęcia większej kontroli nad dostawami i cenami surowców. W 2012 roku firma Nucor zakupiła firmę Skyline Steel.

John J. Ferriola został mianowany Dyrektorem Generalnym firmy Nucor, a Daniel R. DiMicco został mianowany Prezesem Wykonawczym, z dniem 1 stycznia 2013 roku. DiMicco przeszedł na emeryturę 1 stycznia 2014 roku.

W 2014 roku firma nabyła Gallatin Steel Company. W 2015 roku firma nabyła dodatkowe zakłady produkcji prętów wykończeniowych na zimno w Ohio i Georgii. W 2016 roku firma Nucor ogłosiła nabycie walcowni blach stalowych w Longview w Teksasie oraz walcowni rur strukturalnych w Missisipi, Alabamie i Illinois. Nabycie tych zakładów rozszerzyło możliwości firmy Nucor na rynku płyt i dodało rury strukturalne do asortymentu produktów firmy.

W kwietniu 2017 r. firma ogłosiła modernizację walcowni o wartości 85 mln USD w swojej operacji produkcji prętów zbrojeniowych i drogowskazów w Marion, Ohio.

W sierpniu 2017 r. firma nabyła St. Louis Cold Drawn, Inc.

W dniu 6 września 2019 r. firma Nucor ogłosiła, że John Ferriola (CEO) przejdzie na emeryturę z końcem roku, a jego miejsce zajmie Leon J. Topalian.

W grudniu 2019 r. firma ogłosiła przejęcie TrueCore Insulated Panels.

W marcu 2020 r. spółka joint venture firmy z JFE Steel w Meksyku rozpoczęła produkcję.

.