El nombre de Tsarevets proviene del zar, la palabra eslava para rey. Las primeras pruebas de la presencia humana en el cerro datan del segundo milenio antes de Cristo. Se asentaron en el siglo IV y a finales del siglo V se construyó una fortaleza bizantina. Sobre la base de esta fortaleza se inicia en el siglo XII la construcción de la fortaleza por parte de los búlgaros. Tras la rebelión valaco-búlgara y el establecimiento del Segundo Imperio Búlgaro con su capital en Veliko Tárnovo, la fortaleza se convirtió en la más importante de Bulgaria, a menudo comparada en magnificencia con Roma y Constantinopla. En 1393, la fortaleza fue sitiada por las fuerzas otomanas durante tres meses antes de ser finalmente vencido y quemado el 17 de julio, hecho que marcó la caída del Imperio Búlgaro.

La restauración del complejo se inició en 1930, cuando la primera de las tres puertas principales de la fortaleza fue reconstruida.

Tsarevets es una de las lomas donde por primera vez los arqueólogos han descubierto restos del neolítico que significa que a lo largo de toda la historia de la ciudad de Tsarevets siempre ha sido la sede del poblado existente.

El inicio de las investigaciones de este período data del año 1886 cuando el famoso científico checo-búlgaro Karel Skorpil trabajaba allí. Por primera vez ha sido restaurada la torre de Balduino en los años 30. El auge de la reconstrucción de las murallas u las ruinas se alcanzó durante la época socialista. Los arqueólogos demostraron que Tsarevets no ha sido una fortaleza cerrada sino una ciudad de la medieval densamente poblada. Al mismo tiempo en el territorio de la fortaleza han sido encontrados restos de viviendas y cerámica que pertenecían a los tracios.