עמק הוייס שמתחבר לעמק אורבה (Orbey) שימש כמעבר חשוב של הרי הווז'. כמעבר חשוב הוא לא הוזנח על ידי הרומאים שהקימו במקום מחנה צבאי בשם Caesareum castrum.

השם קייזרסברג (Kaysersberg) מוזכר לראשונה בשנת 1227 כאשר פרידריך השני, קיסר האימפריה הרומית הקדושה, הורה לרכוש ארמון קטן על מנת לשלוט על עמק הוייס שמחבר בין לורן לאלזס דרך מעבר הרים די בונום (Col du Bonhomme). המבצר שנבנה היה אחד המבצרים החשובים שנבנו על מנת להגן על האימפריה הרומית הקדומה מפני דוכסי לורן.

בשנת 1247 הנרי, בישוף שטרסבורג, ניסה ללא הצלחה להשתלט על העמק שנלקח שנה מאוחר יותר על ידי דוקס לורן ושנכבשה ב-1261 על ידי רודולף הראשון לבית הבסבורג שהשתלט על חלק מבישופות שטרסבורג בניגוד לדעתו של הבישוף ולאחר שמונה לקיסר הוא שב למבצר ב-1285. הקיסר שהחליפו, אדולף מנסאו, שינה את הסטטוס של העיר לעיר קיסרית חופשית ב-1293, על מנת להראות את חשיבותה לאימפריה. משנה זו, העיר הייתה נתונה לשליטתו הבלעדית של הקיסר ולא תלויה בשלטונו של אציל.

ב-1354 הצטרפה לדקאפול, קואליציית הערים הקיסריות החופשיות של אלזס שיצר קרל הרביעי, קיסר האימפריה הרומית הקדושה. בעקבות שלום וסטפליה, שסיים את מלחמת שלושים השנים, ב-1648, העיר איבדה את תוארה כעיר קיסרית חופשית ועברה לשליטתה של צרפת שקיבלה את אלזס מידי בית הבסבורג. יחד עם שאר ערי הדקאפול, העיר לא הסכימה להשלכות חוזה זה שהסיר את החופש היחסי שהיה לה והחזיר את העיר לשלטון האצילים. העיר עמדה בסירובה להצטרף לצרפת עד להסכמי ניימכן בשנת 1678.

בעת החדשה עברה העיר את התהפוכות שעברו על אלזס כולה, היא נכבשה על ידי הגרמנים במלחמת צרפת–פרוסיה וסופחה לגרמניה ב-1871 עד שבשנת 1919 נחתם חוזה ורסאי לפיו כל השטחים שנכבשו על ידי הקיסרות הגרמנית הוחזרו לצרפת (סעיף 51). בשנת 1940 נכבשה אלזס שוב על ידי גרמניה הנאצית וסופחה לרייך השלישי. לאחר סיום מלחמת העולם השנייה, אלזס סופחה מחדש לצרפת.[1]

במסגרת הרפורמה לשינוי מנהלתי בצרפת בשנת 2016, העיר אוחדה עם קינצהיים (Kientzheim) וסיגולסהיים (Sigolsheim) ויצרו קומונה חדשה (commune nouvelle) בשם קייזרסברג ויניובל (Kaysersberg Vignoble).