Carcassonne war zuerst ein gallisches Dorf, danach eine befestigte Römerstadt. Während des 5. und 6. Jahrhunderts wurde Carcassonne von den Wisigoten und zwischen 725 und 759 von den Arabern bewohnt. Im Jahre 1130 erbaute die Dynastie der Trencavel die Grafenburg.
Im Juli 1209, während der Belagerung der Stadt durch die Kreuzfahrer, war Raymond-Roger de Trencavel wegen Wasser- und Nahrungsmittel-Mangel gezwungen zu verhandeln. Er wurde auf verräterische Weise gefangengenommen und starb später eines nicht ganz natürlichen Todes, wie Papst Innozenz III. zugab.
Carcassonne wurde anschließend durch Simon de Montfort, dem Vicomte von Beziers und Carcassonne, zum Hauptquartier des Kreuzzuges gemacht. 1229 wurde das Gebiet des Vicomte aufgelöst und von einem Verteter der französischen Krone verwaltet.
Raymond-Roger de Trencavel versuchte 1240 den Familienbesitz zurückzuerobern, scheiterte aber und ging ins Exil zurück.
Nach dem Umbau der Oberstadt in eine uneinnehmbare Festung um 1260, ließ sich die zivile Bevölkerung in der heutigen Unterstadt nieder.
Carcassonne wurde zum Hauptquartier des gegen Katalonien ausgerichteten Verteidigungssystems das aus Aguilar, Puilaurens, Quéribus, Peyrepertuse und Termes bestand. 1659 verlor die Festung Carcassonne aufgrund des Pyrenäenvertrags, der das Roussilon Frankreich angliederte, seine militärische Bedeutung und wurde dem Verfall preisgegeben. Nach einer Nutzung als großer Steinbruch Anfang des 19. Jahrhunderts durch die Armee wurde Carcassonne ab 1855 von Viollet-Le-Duc restauriert.
Carcassonne wurde 1997 zum Welkulturerbe erklärt.
