Oprindeligt havde Arresø et udløb til Kattegat, men sandflugten lukkede det til. I begyndelsen af 1700-tallet blev der derfor gravet en kanal, så søen i stedet fik udløb til Roskilde Fjord.
Det viste sig, at højdeforskellen mellem sø og fjord gav vandet et fald, hvor vandkraften kunne udnyttes. I 1728 anlagde man derfor ved kanalen en vandmølle, som drev et slibeværk for ædelstenen agat.
Møllen fik ikke nogen lang levetid, men til gengæld så Staten muligheden for at bruge vandkraften til et værk, der skulle fremstille kanoner og andet krigsmateriel. Værket fik navnet Frederiksværk Krudtmølle og Kanonstøberi efter kong Frederik den 5., som tog initiativet til produktionen.
Kongen overdrog dog stedet til to private fabrikanter, Just Fabritius de Tengnagel, der ejede landstedet Skodsborg, og Johan Frederik Classen, der boede på landstedet Frederikslund ved Classens Have på Østerbro.
Nu blev Frederiksværk et helt industrisamfund for sig selv, med både fabriksbygninger og boliger til arbejderne side om side.
Våbenproduktionen var ikke bare til landets eget brug. Danmark eksporterede også kanoner til f.eks. Nordafrikanske lande.
I tilknytning til våbenfabrikken, blev der også anlagt et krudtværk. Det lå ved en sidekanal, der blev anlagt for at vandets kraft kunne udnyttes flere steder.
Denne kanal strækker sig stadig i dag langs Frederiksværks hovedgade, Nørregade, og har givet anledning til byens tilnavn “Lille Venedig”.
Kanonerne blev støbt i det store Gjethus, der i dag ligger som en markant bygning midt i Frederiksværk. Der var også et gjethus på flådeværftet Bremerholm i København.
Produktionen i Frederiksværk omfattede dog meget andet end våben. Efterhånden kom der f.eks. sølvraffinaderi, kunstsmedje, knivfabrik og et garveri til byen.
I 1805 blev fabrikskomplekset udvidet med et kobbervalseværk, der kom til at ligge nord for det oprindelige værk. Her blev der bl.a fremstillet kobberplader til at forstærke skibe med, så de bedre kunne holde til sejlads i is. På kobberværket blev der installeret en dampmaskine, som ét af de første steder i Danmark.
J. F. Classen (1725-1792) flyttede selv til Frederiksværk, og fik i 1784 opført Arresødal tæt på kanalens udmunding i Arresø. Her boede han med sin kompagnons niece, Anne Fabritius de Tengnagel.
I en sidebygning til Arresødal indrettede Classen et “modelkammer”, hvor han havde modeller af de kanoner, maskiner m.m., som blev fremstillet på støberiet.
I 1900-tallet har Arresødal været rekonvalescenthjem for kvinder og i er dag et hospice.
I 1830’erne ophørte våbenproduktionen og istedet blev værket omlagt, så det kunne fremstille kakkelovne, gryder, stegepander og andre mere fredelige genstande.
I 1856 solgte Staten værket til Anker Heegaard, der i forvejen drev et jernstøberi på Nørrebro, hvor Blågårds Plads ligger i dag.
Heegaard anlagde en havn i Frederiksværk, og her opførtes i 1941 et nyt jernstøberi, som en del af koncernen De Forenede Jernstøberier. Omtrent samtidig grundlagdes Det Danske Stålvalseværk i Frederiksværk. En væsentlig grund til placeringen var – som i 1700-tallet – kanalen til Arresø, men nu blev vandet ikke brugt i en vandmølle, men som kølevand.
I dag er der en række bygninger bevaret fra det oprindelige Frederiks Værk. Gjethus er kulturhus og det såkaldte Palæ er industrimuseum.
