La Crónica de Néstor señala Hlújiv como una ciudad de Severia en 1152. Se convierte en sede de una de las ramas de la familia principesca de Chernígov a raíz de la invasión mongola de los principados rusos. A partir de 1320, la región formaba parte de la República de las Dos Naciones (voivoidato de Chernígov de la Corona de Polonia) hasta la unión de Lublin. Le fue otorgado el Derecho de Magdeburgo en 1644 por Vladislao IV de Polonia. La ciudad conoció su periodo de mayor esplendor gracias a Pedro I de Rusia, que transfirió la capitalidad del hetmanato cosaco de Baturin a Hlújiv en 1708. La ciudad gozará de este estatus de capital hasta 1722, y nuevamente entre 1727 y 1734. Bajo los últimos hetmans de Ucrania, la ciudad es renovada en estilo barroco. Poco después estas joyas arquitectónicas sucumbirían a diversos incendios, de suerte que son pocas las construcciones de relevancia de esta época que se han conservado.
Desde la fundación, en 1738, de la primera escuela de canto del Imperio ruso, la ciudad cuenta con un rico patrimonio musical. Maksim Berezovski y Dmitri Bortnianski estudiaron aquí. La ciudad les erigió un monumento en la plaza que lleva el apellido de este último
El edificio más antiguo de la ciudad es la iglesia de San Nicolás (1693), inspirada en las iglesias tradicionales de madera y realizada en estilo barroco ucraniano. Reparada y renovada en 1871, la iglesia tiene tres cúpulas en forma de pera y un campanario de dos pisos.
El estilo de la iglesia de la Transfiguración del Salvador (1765) oscila entre el barroco y el neoclasicismo, mientras que la catedral de San Volodímir fue construida en estilo neobizantino (1884-1893), lo que le da un aire de semejanza con la catedral de Kiev.
El monumento más conocido de Hlújiv es probablemente el castillo de agua (1927-1929). Un arco de triunfo de mediados del siglo XVIII fue dañado durante la Segunda Guerra Mundial, pero ha sido restaurado. Se sugiere que el autor del proyecto para la realización de este último fuera el arquitecto Andréi Kvasov.
Investigación agronómica
Por causa de la cultura tradicional del cáñamo industrial de la región, Hlújiv alberga hoy un instituto de investigaciones agronómicas, creado en 1931, que depende de la Academia ucraniana de las ciencias agrarias y afectúa investigaciones para la mejora del cultivo del lino y del cáñamo.