Mesto je bilo že naseljeno v neolitiku in uporabljalo predmete, vključno z nefritno sekiro, ki jo je v 19. stoletju našel mineralog Alexis Damour, in jo hranijo v muzeju v Toulousu. Lokacijo zelo aktivnega protohistoričnega najdišča v bližini reke Atax (Aude), je Plinij starejšiopisal kot Carcasum:

»: ... V notranjosti kolonije: Arles šeste legije, Béziers sedme, Orange druge; na ozemlju mesta Cavares, Valence, Allobroges Vienne; latinska mesta: Aix des Salluviens, Avignon des Cavares, Apta Julia des Vulgientes, Aloqueré des Reies Apollinaires, Alba des Helves, Augusta des Tricastins, Anatilia, Aeria, Bormanni, Comacina, Cabellio, Carcasum des Volces Tectosages, Cessero, Carpemineracte des Ies Caenicendes, Cambolectres z vzdevkom Atlantiques, Forum Voconii, Glanum Livii23.«

Prvotna lokacija Carcassonna je bila na planoti, kjer poteka sedanja avtocesta A61. Nato se je v 6. stoletju brez znanega razloga preselil na trenutno lokacijo mesta. Konec 2. stoletja pr. n. št. je oppidum plemena Volques Tectosages zaščiten z jarki. Leta 118 pr. n. št. so ga zasegli Rimljani in znatno spremenili njegove utrdbe in na koncu naredili kolonijo Julia Carsaco, poznejši Carcasum.

Glavni del spodnjih dela severnega obzidja izvira iz galsko-rimskega obdobja.

Leta 462 so Rimljani uradno prepustili Septimanijo vizigotskemu kralju Teodoriku II., ki je imel Carcassonne od leta 453. Zgradil je več utrdb, ki so bile obmejne postojanke na severnih markah; njihovi ostanki še vedno stojijo. Misli se, da je Teodorik začel graditi predhodnico bazilike, ki je zdaj posvečena svetemu Nazairu. Leta 508 so Vizigoti uspešno zaustavili napade frankovskega kralja Klodvika I..

Generali omajadskega kalifata so leta 725 zavzel Carcassonne in poimenovali Qarqshuna. Kralj Pipin Mali (Pépin le Bref) jih je pregnal leta 759–60; čeprav je zavzel večji del južne Francije, ni mogel prodreti do trdnjave Carcassonne.

Po razpadu Karolinškega cesarstva se je z družino Trencavel na čelu mesta uveljavila fevdalna doba, ki je tam vladala od 11. do 13. stoletja. Carcassonne uspeva in postane pomembno strateško mesto v Languedocu.

Srednjeveški fevd, grofija Carcassonne, je nadzirala mesto in njegovo okolico. Pogosto je bila združena z grofijo Razès. Začetki Carcarssonneja kot grofije najbrž ležijo v lokalnih predstavnikih Vizigotov, toda prvi zapis, ki imenuje ime, je Bello iz časa Karla Velikega. Bello je ustanovil dinastijo Bellonidov, ki so tri stoletja vladala mnogim fevdom v Septimaniji in Kataloniji.

 

Katari so bili izgnani iz Carcassonna leta 1209

Leta 1067 je Carcassonne postal last Rajmonda-Bernarda Trencavela, vikonta Albija in Nîmesa, s poroko z Ermengardo, sestro zadnjega grofa Carcarssonne. V naslednjih stoletjih se je družina Trencavel zaporedno pridružila bodisi grofom Barcelone bodisi Toulousa. Zgradili so Château Comtal in baziliko svetih Nazarija in Celsa. Leta 1096 je papež Urban II. blagoslovil temeljni kamen nove stolnice.

Carcassonne je postal znan po svoji vlogi v albižanski križarski vojni, ko je bilo mesto trdnjava oksitanskih katarov. Avgusta 1209 je križarska vojska papeškega legata opata Arnauda Amalrica prisilila državljane k predaji. Vikonta Rajmonda-Rogerja de Trencavela so zaprli med pogajanji o predaji mesta, umrl je v skrivnostnih okoliščinah tri mesece pozneje v ječi. Prebivalci Carcassonna so smeli oditi - v resnici so jih izgnali iz mesta s samo majico na sebi. Za novega vikonta je bil imenovan Simon De Montfort.

Leta 1240 je Trencavelov sin poskusil znova osvojiti staro posest, vendar zaman. Mesto se je leta 1247 podvrglo kraljevini Franciji. Carcassonne je postala mejna trdnjava med Francijo in Aragonsko krono po pogodbi iz Corbeila (1258). Kralj Ludvik IX. Francoski je ustanovil nov del mesta na nasprotni strani reke. On in naslednik Filip III. sta zgradila zunanje obzidje. Sodobno mnenje je trdnjavo še vedno štelo za neosvojljivo. Med stoletno vojno jo Edwardu Črnemu princu leta 1355 ni uspelo zavzeti, čeprav so njegove čete uničile Spodnje mesto [1].

Leta 1531 se je pojavil protestantizem, a so bili kalvinisti izgnani iz spodnjega mesta, ki je postajalo vse močnejše. To je baza za katoličane, ki so se borili proti protestantskim vasicam v regiji: Limoux, Bram ... Poleg tega se med mestom in spodnjim mestom pojavljajo rivalstva, ki v spodnjem mestu povzročajo uničenje. V začetku 1560-ih so bili mestni protestanti masakrirani.

Karel IX. se je na kraljevi turneji po Franciji (1564–1566) sprehodil skozi mesto v spremstvu dvora, njegovega brata vojvode Anžu, Henrika Navarrskega, kardinala Bourbona in Lorraine.

Leta 1659 je Pirenejska pogodba mejno provinco Roussillon prenesla v Francijo in vojaški pomen Carcassonna je bil zmanjšan. Njegove utrdbe so bile opuščene in mesto je postalo v glavnem gospodarsko središče, ki se je osredotočilo na volneno tekstilno industrijo, za katero je vir iz leta 1723, ki ga je navedel Fernand Braudel, ugotovil, da je »proizvodno središče Languedoca« [2].

Tako je ostalo, dokler se konec 18. stoletja osmanski trg ni zrušil, nato se je vrnil v podeželsko mesto. [3] V času francoske revolucije je bilo mesto malo angažirano. 29. januarja 1790 je bil ustanovljen departma Aude in Carcassonne je postal njegovo glavno mesto. Postal je tudi glavno mesto okrožja.

Med letoma 1795 in 1800 Carcassonne absorbira Carcassonne-Cité.

V 19. stoletju se je zgodila sprememba miselnosti in napovedalo se je zavedanje zgodovinskih spomenikov. Francosko dediščino želijo obnoviti in izboljšati. Mesto, popolnoma uničeno in opustošeno, dobiva podporo. Prva obnovitvena dela se nanašajo na baziliko Saint-Nazaire. Pol stoletja je nato trajalo, da se veličina 13. stoletja povrne v največji utrdbeni kompleks zahodnega srednjega veka. Arhitekt Viollet-le-Duc, specialist restavratorstva v Franciji, je uspešno izvedel ta projekt, včasih je sprožil nekaj polemike glede izbire obnov in njegovih precej osebnih pobud. Dejstvo je, da je mesto Carcassonne na splošno zelo dobro obnovljeno, restavriranje pa zajema le 15 % stavb (obzidja, strehe).

Leta 1944 so mesto Carcassonne zasedle nemške čete, ki so Chateau Comtal uporabljale kot skladišče streliva in eksploziva. Prebivalci so bili izgnani iz mesta. Joë Bousquet, poveljnik častne legije, je bil ogorčen nad to zasedbo in zahteval, v pismu prefektu da osvobodi mesto, ki ga vse države obravnavajo kot umetniško delo, ki ga je treba spoštovati in ga pustiti prostega.

Leta 1997 je mesto Carcassonne doseglo posvetitev s tem, da ga je Unesco uvrstil na seznam svetovne dediščine človeštva, spodnje mesto Carcassonne, "la Bastide Saint-Louis", pa je bilo uvrščeno kot zaščiten sektor.