Vapentillverkningen drogs igång av hertig Johan av Östergötland och många utländska smeder engagerades, inte minst tyskar. Till en början dominerade produktion av harnesk, men det tillverkades även musköter och pistoler.
Verksamheten tog fart under ledning av Louis De Geer som flyttade till Norrköping 1627. Vapenfabriken blev en anläggning av storartade mått. Redan på våren 1629 levererades 8 000 musköter, 1 000 ryttarvapen och 4 000 pikar, men efterfrågan på vapen sjönk när trettioåriga kriget tog slut 1648.
Mer varaktigt blev det mässingsbruk som grundats 1622. Det expanderade kraftigt och av De Geers testamente framgår att han betraktade det som en av sina förnämsta egendomar. Mässingsproduktion var under lång tid brukets dominerande verksamhet.
Vid Louis De Geers död 1652 ärvdes bruket av hans söner som senare sålde det till tysken Jacob Momma (adlad Reenstierna). Mässingstråd blev en betydande exportvara men ännu mer lönsam var försäljningen av kläder till de karolinska uniformerna.
Sonen Abel Reenstierna fick ekonomiska problem och gick i konkurs 1704. Bruket drevs därefter av Riksbanken.
När ryssarna anföll Norrköping sommaren 1719 brände svenska soldater ned bland annat Holmens bruk för att hindra fienden från att ta krigsbyte. Det värdefulla lagret av koppar och mässing gömdes i Strömmen, men ryssarna hittade det och tog det med sig. Företagets arkiv hade däremot fraktats bort till Linköping och Medevi en vecka tidigare.
Återuppbyggnaden av Holmens bruk fördröjdes av segslitna processer efter Reenstiernas konkurs och inte förrän 1733 var verksamheten igång igen. Sakta men säkert återtog Holmen sin plats som en av Sveriges ledande mässingstillverkare.
Brukets återkomst manifesterade sig i bygget av Holmentornet 1750. Ett porttorn hade funnits ända sedan 1629, men det förstördes under rysshärjningarna och reparerades bara provisoriskt. I Holmentornet fanns kontor och arkiv, och där satt brukschefen fram till 1975.
En rad ägare avlöste varandra under 1700-talet. Mässingsbruket, som blev allt mindre lönsamt, lades ned 1798 och vid den tiden upphörde även vapentillverkningen. Efter ännu en konkurs fanns i början av 1800-talet bara några få kvarnar och klädesstampar på Kvarnholmen.
År 1806 återupptog de nya ägarna den småskaliga papperstillverkning som hade funnits redan på De Geers tid. När borgmästaren Lars Magnus Trozelli tog över växte den nya verksamheten, inte minst sedan han köpt in den första pappersmaskinen från England 1837. Spill från stadens många textilfabriker gjorde råvaran – lump – lättillgänglig och när man senare började använda trä blev det ännu mer storskaligt.
Från 1845 leddes bruket av sonen Henning Trozelli och han satsade på den framväxande bomullsindustrin. För att få kapital till bygget av bomullsspinneriet bildades 1854 ett aktiebolag: Holmens Bruks och Fabriks AB.
Från början av 1900-talet expanderade bolaget snabbt under ledning av huvudägaren, släkten Wahren. Holmen köpte in sig i Förenade Yllefabrikerna (YFA) som hade bildats 1913 när fyra av Norrköpings fem största yllefabriker slogs samman. År 1927 blev Holmen ensam ägare till den stora textilindustrin som började utvecklas mot att bli den modernaste i Europa.
Holmens Bruk var därmed Norrköpings dominerande industri, men på 1950-talet inleddes den stora tekokrisen i Sverige. År 1964 lades bomullstillverkningen ned och 1970 stängde YFA med 900 anställda.
Under tiden hade Holmens Bruk utvecklades till en av landets ledande tillverkare av tidnings- och journalpapper. År 1977 öppnades Bravikens pappersbruk utanför staden, men ända fram till 1986 tillverkades papper i det som i dag är Louis De Geer Konsert & Kongress.
Holmen har fortfarande verksamhet inne i centrala Norrköping i form av två vattenkraftverk. Åren 1921–1923 byggdes vattenkraftverket Bergsbron-Havet och det var då Strömmen fick alla sina dammar och kanaler.
År 1990 tog Holmen Energi en mycket större anläggning i bruk. Vattenkraftverket, som ibland kallas Elsa, har sitt vattenintag vid fängelset och släpper ut vattnet i Strömmen nedanför Gamlebro efter en fallhöjd på 18 meter.
Och Industrilandskapet är fullt av byggnader som minner om Holmens bruk flerhundraåriga historia, inte bara Holmentornet utan också bland annat konserthuset (pappersfabrik), Bomullsspinneriet, Värmekyrkan (ångkraftcentral) och Strykjärnet (bomullsväveri).