Постановлением ЦК ВКП(б) «О Колыме» от 11 ноября 1931 г. и постановлением Совета Труда и Обороны СССР № 516 от 13 ноября 1931 г. был организован Государственный трест по дорожному и промышленному строительству в районе Верхней Колымы — Дальстрой. Тресту были поручены разработка недр, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых на территории Охотско-Эвенского национального округа Дальневосточного края и строительство автомобильной дороги от бухты Нагаева до района золотодобычи. Управление треста дислоцировалось на берегу бухты Нагаева в пос. (с 1939 г. городе) Магадане.

В октябре 1932 г. район деятельности Дальстроя решением ЦК ВКП(б) был выделен в самостоятельную территорию, входившую в Дальневосточный край. В 1930-х гг. район деятельности Дальстроя неоднократно расширялся постановлениями СНК СССР, последнее из которых, от 19 марта 1941 г., увеличило его площадь до 2 266 000 кв. км, а в начале 1951 г. по представлению МВД Президиум Верховного Совета СССР расширил территорию Дальстроя до 3 млн кв. км — это вся нынешняя Магаданская область, Чукотка, часть Якутии, Хабаровского и Камчатского краев.

С момента организации трест подчинялся непосредственно СТО, а после упразднения последнего — СНК СССР. В ведение НКВД СССР трест передан Постановлением СНК СССР № 260 от 4 марта 1938 г. Тем же постановлением он был переименован в Главное управление строительства Дальнего Севера (ГУСДС); при этом аббревиатура Дальстрой сохранилась.

Производственные подразделения Дальстроя обслуживались заключёнными Северо-Восточного ИТЛ (СВИТЛ), организованного приказом ОГПУ № 287/с от 1 апреля 1932 г. и находившегося с момента организации в подчинении Дальстроя. Формально СВИТЛ находился также и в ведении ПП ОГПУ по ДВК (после ликвидации ОГПУ — УНКВД по ДВК), который, в свою очередь, по вопросам, касавшимся работы лагеря, был подведомствен ГУЛАГу.

28 февраля 1948 г. приказом МВД № 00219 организован Особый лагерь № 5 (Береговой лагерь), подчиненный приказом МВД № 00469 от 29 апреля 1948 г. Дальстрою. Закрыт в 1954 г. С 1949 г. по 1955 г. на территории Дальстроя находилось 12 ОЛП 1-го Управления (п/я 14, добыча урана). Этот лагерь не входил в систему Севвостлага и Берлага. Лагерные подразделения Северо-Восточного исправительно-трудового лагеря НКВД СССР и Особого лагеря № 5 входили в состав отраслевых управлений ГУСДС. Начальник управления через своего заместителя осуществлял руководство лагерным подразделением. Управления лагерями в свою очередь делились на отделения, а также лагпункты, входившие в состав отделений, и ОЛПы, не имеющие в своем составе лагпунктов. Иногда в составе ОЛПов и лагпунктов образовывали лагерные и подлагерные командировки. Отдельные лагерные пункты Севвостлага в зависимости от количества заключённых подразделялись на категории.

Наиболее крупными лагерно-производственными подразделениями Дальстроя являлись такие управления, как: Южное ГПУ, Северное ГПУ, Западное ГПУ, Юго-Западное ГПУ, Тенькинское ГПУ, Чай-Урьинское ГПУ, Чаун-Чукотское ГПУ, Индигорское ГПУ, Чаунское ГПУ, Янское ГПУ, УАТ, УДС, УМТ, КРУДС, КИРП и др.

Основной производственной специализацией Дальстроя были добыча золота, олова, вольфрама, урана, кобальта, угля, строительных материалов. Кроме того Главное управление ДС осуществляло геолого-разведочные работы, дорожное, гражданское и промышленное строительство, обслуживание и ремонт автодорог. В его ведении находились промышленные предприятия, пароходства, собственное подсобное сельское хозяйство, осуществлялись лесозаготовки, транспортировка грузов и т. п.

Закат эры Дальстроя начался с кончиной И. В. Сталина. Согласно Постановлению Совета Министров СССР № 832–370сс от 18 марта 1953 г. Главное управление строительства Дальнего Севера (Дальстрой) было передано в Министерство металлургической промышленности СССР, а его лагерные подразделения — ГУЛАГу МЮ СССР, в 1955 г. – МВД СССР. С февраля 1954 г. Дальстрой передан Министерству цветной металлургии. Приказом МВД СССР № 271 от 16 апреля 1957 г. Управление Северо-Восточных исправительно-трудовых лагерей реорганизовано в Управление исправительно-трудовых колоний МВД РСФСР. В мае-июне 1957 г. ГУСДС был ликвидирован. Его предприятия вошли в состав созданного Магаданского совнархоза.

С 1932 г. по 1956 г. на территорию Дальстроя прибыло свыше 880 тысяч заключённых. Погибло более 126 тысяч заключённых.