Seit dem 19. Jahrhundert war Cienfuegos ein Zentrum der Zuckerindustrie. Da Zucker zu den wichtigsten Exportgütern Kubas zählte, entstand in Cienfuegos der weltgrößte Zuckerexporthafen. Die Tabakindustrie und der Krabbenfang sind weitere wichtige Wirtschaftszweige der Stadt. 1983 begann man mit sowjetischer Hilfe an der Bucht von Cienfuegos das einzige Kernkraftwerk Kubas zu errichten. Wegen des Zusammenbruchs der Sowjetunion wurde es nie fertiggestellt. Das Anfang der 1990er Jahre ebenfalls von sowjetischen Fachleuten in Cienfuegos errichtete petrochemische Werk musste seinen Betrieb aufgrund ausbleibender Öllieferungen einstellen. Nach der Instandsetzung der Anlage im April 2006 wurde ein Gemeinschaftsunternehmen durch die Ölfirmen Cuba Petroleo und Petroleos de Venezuela gegründet.