Споруджена в другій половині XII століття, а перша згадка датується 1190 роком. Однак перші укріплення в цих місцях з'явилися за часів Східної Римської імперії (V ст.), відомі як Царевец та Трапезіца. Під час Великого переселення народів, слов'яни вторглися на Балканський півострів, і зруйнували багато візантійських фортець на території сучасної Болгарії, в тому числі і Царевець, який був зруйнований на початку VII століття слов'янами.

Нова фортеця була збудована болгарами в часи Другого Болгарського Царства (1185–1393 рр.), коли місто Велико-Тирново стало його столицею. Зручність розміщення даної фортеці, а також її неприступність через низку фізико-географічних факторів (строкатий рельєф, скелястість гір, опивитість річкою та вали) зробили Царевець однією з найбільш неприступних твердинь середньовічної Болгарії.

В 1393 році турки-сельджуки понад три місяці тримали фортецю Царевець в облозі, після чого вона змішена була капітулювати. Тоді ж оборонні споруди були цілеспрямовано знищені, аби більше ніколи Царевець не чинив спротиву турецькій навалі.