Kamaishi on Japanin modernin raudanvalmistuksen syntysija: sieltä löydettiin magnetiittia 1700-luvun alkupuolella, ja raudantuotanto masuunilla siellä aloitettiin vuonna 1857. Meiji-restauraation jälkeen se kasvoi nopeasti kalastajakylästä teollisuuskaupungiksi. Kaupunkioikeudet Kamaishi sai vuonna 1937. Kaupunkia tuhosivat pahoin sekä vuosien 1896 ja 1933 tsunamit että pommitus toisessa maailmansodassa, mutta suurempia vaikeuksia aiheutti terästeollisuuden alasajo 1980-luvulta lähtien: 1960-luvulta 2010-luvulle kaupungin väkiluku laski yli 40 000 hengellä. Kalastus on edelleen merkittävä elinkeino, ja kaupunkiin onkin sijoittunut myös kalastukseen liittyvää elintarviketeollisuutta. Vuonna 2011 Tōhokun maanjäristys ja tsunami aiheuttivat kaupungissa 994 ihmisen kuoleman, ja 2 957 asuinrakennusta tuhoutui kokonaan.