Die Burgstadt liegt auf einer Anhöhe über dem Aude-Tal und erlaubte die Kontrolle von Handelswegen zwischen Atlantik und Mittelmeer. Durch archäologische Ausgrabungen konnte die Existenz einer Niederlassung im 6. Jh. v. Chr. nachgewiesen werden. Die Gründung der Colonia Julia Carcaso und des Castellum Carcaso fand 43–30 v. Chr. statt. Nach den ersten Einfällen der Völkerwanderung errichteten die Römer im 3. Jh. n. Chr. einen von Türmen flankierten Mauerring zum Schutz der Kolonie, der noch heute einen Großteil des inneren Mauerrings bildet. Der Ring besteht aus vier Toren und 30 Türmen gallisch-römischen Typs (nach außen rund und nach innen eckig (hufeisenförmig)) mit großen Fenstern, die zum Werfen von Speeren geeignet waren. Dennoch besetzten 412 die Westgoten die Burgstadt, denen oft fälschlicherweise der Bau der Festung zugeschrieben wird. 509 drängte Chlodwig, der Begründer des Frankenreichs, die Westgoten bis Carcassonne zurück, konnte die Stadt jedoch nicht einnehmen. Erst die Araber besetzen 725 die Stadt und konnten sie trotz ihrer isolierten Lage auch nach der Niederlage 732 in der Schlacht von Poitiers halten. Ab 751 eroberte Pippin der Kleine auch mit Hilfe der in Septimanien verbliebenen westgotischen Stämme die Festung, und das Gebiet wurde fränkisches Lehen, wenn auch die Araber 793 nochmals Carcassonne kurzzeitig zurückeroberten. 1067 ging das Lehen an das Haus Barcelona und bald darauf an Trencavel, den Vizegrafen von Béziers.