Le nom Brynmawr signifie « grande colline » en gallois, de bryn « colline, mont » et mawr « grand ». Ce toponyme apparaît au début du XIXe siècle ; avant cette date, la localité porte le nom de Gwaun-helygen, désignant « la lande / tourbière du saule », du gallois gwaun « lande, tourbière » et helygen « saule[1] ».
Le village historique de Gwaun-helygen connaît un fort développement au moment de la révolution industrielle. Au début du XIXe siècle, les fonderies de Nantyglo(en) comptent parmi les plus importantes de toute la Grande-Bretagne sous l'égide de l'homme d'affaires Crawshay Bailey(en) et les ouvriers qui y travaillent sont logés dans de nouvelles maisons construites plus haut dans la vallée, autour de Gwaun-helygen qui prend le nom de Brynmawr.
La population de la ville diminue avec le déclin de l'industrie du fer, qui commence dès les années 1870. Pendant la Grande Dépression, Brynmawr connaît un taux de chômage élevé. Elle est le cadre de l'expérience de Brynmawr(en), une tentative de redresser l'économie locale menée par un groupe de Quakers dans les années 1930.
Après la Seconde Guerre mondiale, Brynmawr accueille une usine de caoutchouc(en) fondée à l'instigation de l'homme d'affaires James Grimston(en). Ses bâtiments, construits entre 1946 et 1951, sont conçus par le cabinet d'architectes Architects' Co-Partnership avec l'ingénieur Ove Arup. Leur forme inhabituelle, avec une série de neuf dômes surplombant l'espace de travail, vaut à l'usine de devenir un monument classé en 1986, quatre ans après sa fermeture. Elle est la première construction d'après-guerre à bénéficier de ce statut. Les bâtiments désaffectés sont détruits en 2001 malgré l'opposition de plusieurs organisations de protection du patrimoine pour laisser place à un quartier résidentiel et commercial[4].