Терени сучасної Врадіївки заселялися з другої половини XVIII століття. У тутешні степи від поміщицького гніту втікали селяни з багатьох українських губерній російської імперії. Після звільнення земель з-під влади Османської імперії 1787—1791 роки, у межиріччі Південного Бугу та Дністра почалося швидке освоєння цих земель. За підтримки дворянина, відставного вахмістра Врадія біля витоків річки Бакшала протягом кількох років, оселилось 60 родин. За селом закріпилася назва Врадіївка (пізніше Велика Врадіївка). 1802 року за 18 км від неї Врадій отримав спадщину у володіння 500 десятин землі та заснував село Малу Врадіївку. Населення Великої Врадіївки швидко зростало за рахунок селян, котрі втікали з Правобережної та Лівобережної України, з центральних губерній Російської імперії, а також переселенців з Молдови. 1806 року в селі нараховувало 118 дворів з населенням 446 осіб .
Велика Врадіївка входила до Балтського повіту Подільської губернії. Попри родючі землі, тривалий час населення займалося переважно скотарством, зокрема вівчарством.
1820 року в селі, яке на той час було волосним центром Ананьївського повіту Херсонської губернії, мешкало 1428 осіб.
З 1840 року Велика Врадіївка увійшла до числа військових поселень. Під наглядом вахмістрів селяни працювали на полях, займались ремеслами — теслярське, бондарне, ковальське, та шиттям.
Після ліквідації у 1857 році військових поселень мешканці Великої Врадіївки знову були зараховані до державних селян. За даними на 1859 рік у сільському південному поселенні Велика Врадіївка мешкало 3016 осіб (1509 чоловіків та 1507 жінок), налічувалось 472 дворових господарства, існувала православна церква.
Відповідно до закону від 24 листопада 1866 року, про поземельний устрій державних селян за врадіївчанами збереглись усі землі, котрі перебували у їхній власності, за це селяни мали вносити в казну щорічну плату — так звану державну оброчну данину. На основі закону від 12 червня 1886 року земля перейшла у повну власність селян, однак за це селяни мусили протягом 44 років виплачувати викуп. Станом на 1886 рік у колишньому державному селі мешкало 3553 особи, налічувався 721 двір, існували православна церква, лікарня, школа, 4 лавки, раз на місяць відбувались базари.
Скасування кріпацтва прискорило розвиток капіталістичних відносин в сільському господарстві. Подальшому економічному розвитку сприяло будівництво в другій половині XIX століття залізничної лінії Балта — Єлисаветград, яка пролягла поблизу села. Виникла станція Врадіївка.
На початку XX століття у Великій Врадіївці мешкало 6957 осіб.
Перша земельна школа на 45 місць відкрилася у 1886 році. З часом почало діяти міністерське двокласне училище. Діяла церковно-приходська однокласна школа. В цих навчальних закладах станом на 1897 рік навчалось 140 дітей. У 1890 році теслярські та ковальські вироби виставлялись на сільськогосподарській виставці в Херсоні.
За переписом 1897 року кількість мешканців зросла до 7101 особи (3576 чоловічої статі та 3525 — жіночої), з яких 6399 — православної віри.
1911 року у Великій Врадіївці відкрилась метрологічна станція.
Визвольні змагання
На початку червня 1919 року була проголошена Врадіївська Хліборобська республіка, одна з селянських республік на півдні України. Повстання було організоване сином кривоозерського поміщика Люстгартена. Його підтримали селяни, невдоволені політикою «воєнного комунізму». Повстанці заволоділи містечками Криве Озеро та Врадіївка, де проголосили про створення «Хліборобської республіки». Територія республіки простягалася вздовж залізниці та долини річки Кодима від Любашівки на схід до Голти та Богополя ниніН — частини міста Первомайська). Головнокомандуючим військових загонів «республіки» став колишній штабс-капітан К. Колос, а комендантом Врадіївки — Люстгартен. Керівництво Врадіївської Хліборобської республіки оголосило про співробітництво з Директорією УНР та спільну боротьбу проти більшовиків та денікінців. Хліборобська республіка проіснувала 2 місяці, до липня 1919 року, коли її територія була захоплена більшовицькими військами. Боротьба з більшовиками продовжилася і тривала підпільно. 19 січня 1922 року на околицях Врадіївки дав останній бій окупантам, при спробі вирватися з оточення, повстанський отаман Лихо-Бондарук (Отаман Лихо) і героїчно загинув .
Радянський період
1923 року у зв’язку з адміністративною реформою Велика Врадіївка стала районним центром. У повоєнні роки у Великій Врадіївці з’явились нові хати, покриті бляхою та черепицею, на центральній вулиці проклали тротуари.
Під час організованого радянською владою Голодомору 1932—1933 років померло щонайменше 74 жителі селища, Врадіївка була занесена до так званої «чорної дошки».
1937 року розпочала роботу місцева електростанція та радіовузол. Покращилось медичне обслуговування населення, працювала амбулаторія. 1938 року відкрились фізіотерапевтичний та зубопротезний кабінети, лабораторія, молочна кухня. В 1940—1941 навчальному році в селі діяла середня та семирічна школа, у якій викладал
