Основан на территории Донского казачьего войска. Первое упоминание — под 1859 годом, как о хуторе Лыжинский (название образовано от фамилии Лыжин). В 1868—1871 годах через эти края прошла железнодорожная трасса Грязи — Поворино — Царицын. Постройка железной дороги дала стимул для развития близлежащих к ней станиц и хуторов. Рядом с хутором Лыжинским (и в двух километрах от хутора Фролова) появилась станция Юго-Восточной железной дороги с вокзалом, водокачкой и большим паровозным депо. Вначале станция называлась Михайло-Чертково (в честь войскового атамана Войска Донского в 1874—1881 годах, генерал-лейтенанта Михаила Ивановича Черткова), а в 1875 году получила новое название по близлежащей речке Арчеда (до революции станцию чаще называли Арчада). Начала застраиваться нынешняя улица Народная, на которой вплоть до Великой Отечественной войны было множество магазинов.

    Хутора Лыжинский и Фролов, располагавшиеся на речке Арчеде, стали расти в сторону станционного посёлка - и вскоре объединились с ним. В результате роста населения, появилась потребность в церкви. Церковь во имя Рождества Пресвятой Богородицы была построена на пожертвования фроловчан в 1886 году. Здание храма было деревянным на каменном фундаменте. В церкви было два престола: главный во имя Рождества Пресвятой Богородицы и в трапезной во имя святителя Николая Чудотворца. Располагалась церковь на углу нынешних улиц Московской и Революционной (тогда называвшейся Военной) - примерно там, где сейчас находится боковое крыльцо дома культуры и сквер перед ним.

   В переписи 1897 года фигурировал хутор Лыжинский[7], он же Фро́лово, - но в ряде изданий конца XIX века употребляется одно название Фро́лово.
    В начале ХХ века была открыта школа для детей железнодорожников – железнодорожное училище. В 1910 г. начало действовать высшее начальное училище.
    В 1914 г. во Фролово было около 800 домов, проживало более 3,5 тысяч человек. Самой многочисленной группой фроловчан были казаки – 1974 человека. Кроме того, постоянно или временно проживало много крестьян. Жили во Фролово мещане, лица духовного сословия, несколько десятков дворян. Служащими станции Арчеда были 279 человек.
    В годы Гражданской войны хутор Фролов, в зависимости от ситуации на фронтах, неоднократно занимали войска противоборствующих сторон.

    1 августа 1936 г. на заседании Президиума ВЦИК было принято постановление: «Преобразовать х. Фролово в город, сохранив за ним прежнее наименование».
В годы Великой Отечественной войны станция Арчеда стала важным стратегическим объектом: через нее к Сталинграду шли составы с людьми и техникой.

   С 22 июля 1942 г. по 28 января 1943 г. на Фролово было совершено 62 налета вражеской авиации. В результате бомбежек разрушены здания вокзала, почты, школ, 737 домов.
    23 марта 1943 г. на станцию Арчеда прибыл первый эшелон с детьми-сиротами из Сталинграда. К марту 1944 г. жители города и района усыновили 158 сирот из сталинградских семей.

    Для детей погибших фронтовиков в 1943 г. недалеко от города, в Арчединском лесхоз, был открыт детский дом. Сюда привозили детей из Сталинграда и других городов России.
    4 октября 1946 г. в окрестностях Фролово открыто первое газовое месторождение. 27 марта 1948 г. открыто первое нефтяное месторождение, в декабре 1949 г. создан арчединский нефтепромысел.

    23 октября 1953 г. завершено строительство газопровода Арчеда–Сталинград. Областной центр получил газ.
    Сегодня во Фролово проживает 38700 человек. В городе реализуется Комплексный инвестиционный план модернизации моногорода.
Фролово славится своими духовными и культурными традициями, которые бережно сохраняются и передаются из поколения в поколение.