Byen ble grunnlagt av voivoden i Belgorod mellom 1540 og 1627 - dette siste året blir den for første gang omtalt i kjente kilder. På midten av 1600-tallet var den blitt garnisonsby. I 1780 ble Tsjuhujiv gitt byrettigheter. På 1800-tallet var den administrativt sete for en ujezd i guvernementet Kharkov. I tiden mellom den russiske borgerkrig og annen verdenskrig hadde Den røde armé en artikkeriskole i byen. Etter krigen utbygde det sovjetiske luftforsvar en militærflyplass og tilknyttet militær virksomhet her. Etter opprettelsen av Ukraina er disse anleggene forblitt virksomme, blant annet for utprøving av nye våpensystemer.