Die Zitadelle wurde während der gallo-römischen Zeit gegründet und verdankt ihren Ruf ihren 3 km (1,9 Meilen) langen, doppelten Mauern, die von 52 Türmen durchsetzt sind. Die Stadt hat eine etwa 2.500-jährige Geschichte und wurde zu verschiedenen Zeiten von Römern, Westgoten und Kreuzfahrern besetzt. Zu Beginn seiner Geschichte war es eine gallische Siedlung, dann im 3. Jahrhundert n. Chr. beschlossen die Römer, es in eine befestigte Stadt umzuwandeln. Die römischen Verteidigungsanlagen wurden 333 n. Chr. errichtet, als die Stadt als Castellum bezeichnet wird. Die ursprünglichen Mauern wurden von 34 bis 40 Türmen getragen, die entlang der Vorhangfassade 18 bis 30 Meter voneinander entfernt waren. Jeder Turm hatte einen halbkreisförmigen Grundriss und war etwa 14 Meter hoch. Es gab wahrscheinlich 40 Haupteingänge in die Stadt.
Die gallo-römischen Mauern wurden während der Besetzung der Stadt durch die Westgoten im 5. und 6. Jahrhundert wieder aufgebaut, aber die ursprüngliche Struktur blieb erhalten.
Bernard Aton IV Trencavel, Vicomte von Albi, Nîmes und Béziers, leitete mit zahlreichen Bauprojekten eine Blütezeit für die Stadt ein. In dieser Zeit entstand im Languedoc eine neue Sekte namens Katharismus. 1096 genehmigte der Vicomte von Trencavel mit dem Segen von Papst Urban II. den Bau der Basilika Saint-Nazaire. 1107 lehnten die Bürger seine Souveränität ab und forderten Ramon Berenguer III, Graf von Barcelona, auf, ihn zu entfernen. Mit Hilfe von Bertrand, Graf von Toulouse, erlangte Bernard Aton jedoch die Kontrolle über die Cité zurück. Im Jahr 1120 gab es einen zweiten Aufstand, aber Bernard Aton stellte einige Jahre später die Ordnung wieder her. 1130 begann er mit dem Bau eines Palastes für sich und der Restaurierung der gallo-römischen Befestigungen. Die Cité von Carcassonne war zum ersten Mal von einer vollständigen Festung umgeben.
Zu dieser Zeit hatte die Stadt eine große Bevölkerung von drei- bis viertausend, einschließlich der Bewohner der beiden Siedlungen unterhalb der Mauern der Cité: der Bourg Saint-Vincent im Norden und der Bourg Saint-Michel südlich des Narbon-Tors.
1208 rief Papst Innozenz III. die Barone des Nordens zu einem Kreuzzug gegen die Katharer auf, der mit dem Albigenser Kreuzzug begann. Der Graf von Toulouse, der der Häresie beschuldigt wurde, und sein Hauptvasal, der Vicomte von Trencavel, waren das Hauptziel dieses Angriffs. Am 1. August 1209 wurde die Cité von den Kreuzfahrern belagert. Raimond-Roger Trencavel kapitulierte schnell am 15.August im Austausch für das Leben der Bürger. Die Stadt um die Cité wurde zerstört und die Bürger vertrieben. Der Vicomte starb am 10.November 1209 in seinem eigenen Schloss an Ruhr.
Sein Land wurde Simon de Montfort, dem Anführer der Kreuzfahrer, gegeben. Als er 1218 bei der Belagerung von Toulouse starb, nahm sein Sohn Amaury de Montfort die Cité in Besitz, konnte sie aber nicht aufrechterhalten. Von Frankreich ab, aber Raymond VII. von Toulouse und die Grafen von Foix verbündeten sich gegen ihn. 1224 eroberte Raimond II. Trencavel die Cité zurück. Startete jedoch 1226 einen weiteren Kreuzzug. Von da an wurde die Cité zur königlichen Domäne. Es folgte eine Zeit des Terrors mit zahlreichen Massakern und der Inquisition.
Nach 1226 wurde eine zusätzliche Befestigungslinie außerhalb der römischen Mauern hinzugefügt. Die Stadt wurde schließlich 1247 n. Chr. an das Königreich Frankreich angegliedert und bildete eine starke französische Grenze zwischen Frankreich und der Krone von Aragon. Während dieser Zeit wurden die inneren, römischen Mauern weitgehend abgerissen und ersetzt, während die neuen Außenmauern verstärkt und nach Süden verlängert wurden. Die neuen Türme, die während dieser Arbeiten gebaut wurden, waren hauptsächlich kreisförmig, aber zwei waren quadratisch. Der Bau dauerte bis in die Regierungszeit von König Philipp IV. im frühen 14.
1659, nach dem Pyrenäenvertrag, wurde die Provinz Roussillon Teil Frankreichs und die Stadt verlor ihre militärische Bedeutung. Befestigungen wurden aufgegeben und die Stadt wurde zu einem der wirtschaftlichen Zentren Frankreichs, Konzentration auf die Wolltextilindustrie.
1849 beschloss die französische Regierung, die Stadtbefestigung abzureißen. Diese Entscheidung wurde von der lokalen Bevölkerung stark abgelehnt. Jean-Pierre Cros-Mayrevieille und Prosper Mérimée, ein bedeutender Archäologe und Historiker, führten eine Kampagne zur Erhaltung der Festung als historisches Denkmal. Die Regierung hob später ihre Entscheidung auf und 1853 begannen die Restaurierungsarbeiten. Der Architekt Eugène Viollet-le-Duc wurde mit der Renovierung der Festung beauftragt. Viollet-le-Ducs Arbeit wurde zu Lebzeiten als unangemessen für das Klima und die Traditionen der Region kritisiert. Nach seinem Tod 1879 wurden die Restaurierungsarbeiten von seinem Schüler Paul Boeswillwald und später vom Architekten Nodet fortgesetzt.
Die Zitadelle wurde Ende des 19.Jahrhunderts restauriert und 1997 in die Liste des UNESCO-Weltkulturerbes aufgenommen. Ein Bild der historischen Stadt Carcassonne erscheint auf dem Emblem der lokalen Rugby-League-Team, wie Carcassonne.