La primera referència de Castellterçol és en un document de l'any 898 i es refereix a una venda d'unes porcions de terra que fa una parella de propietaris al terme del castell d'un tal Terçol, el cavaller que va edificar la fortificació.
La gent de la zona va preferir viure una mica allunyada del senyor feudal i en una situació més alçada, dalt del turó, envoltant l'església de Sant Fruitós de la Ginebreda.
Els pagesos es van agrupar a dalt la carena i al seu costat s'hi van instal·lar artesans.
La primera crescuda de població va ser al segle XVII, gràcies al pas dels ramats transhumants, al treball dels paraires, que preparaven la llana per ser teixida, i a la producció de gel natural a les poues.
Com que hi havia prou feina, molta gent dels masos i d'altres localitats es van instal·lar al turó.
A mitjan febrer del 1714, un contingent borbònic provinent de la plana de Vic i sota les ordres de José Carrillo de Albornoz, comte de Montemar, es va dirigir a Manresa, ja que centenars de sometents en bloquejaven la guarnició.
El cos, format per uns tres mil efectius, es va allotjar a Moià, mentre que l'exèrcit català d'Antoni Desvalls, marquès del Poal, es va aquarterar a Castellterçol.
Durant uns dies, les tropes respectives van recórrer els paratges del Moianès i van protagonitzar unes quantes escaramusses.
El 16 de febrer, el contingent borbònic es va dirigir a Castellterçol per allotjar-s'hi, i novament s'hi van originar combats entre ambdós bàndols, fins que les forces francoespanyoles van abandonar la vila.
En aquests enfrontaments al Moianès, la casa de pagès el Criac, del terme de Castellterçol i a tocar de la carretera de Granera, va ser incendiada.
Per concessió de Felip V, Castellterçol va obtenir el títol de vila, amb el privilegi, entre altres, de celebrar mercat.
Ja al segle XIX, Castellterçol va ser un dels ajuntaments formats a partir de les directrius emanades de la Constitució de Cadis, però amb un territori inferior a l'actual.
En un inici, el terme parroquial de Sant Julià d'Úixols va ser afegit a Granera, i no va ser fins ben avançada la segona meitat del segle XIX que hi va haver una permuta, en principi entre dos territoris parroquials, que va donar pas a l'agregació municipal de Sant Julià d'Úixols a Castellterçol.
En canvi, l'altra parròquia objecte de la permuta, Sant Llogari de la Sala, no va ser unit al territori de Granera, sinó que es va mantenir a Castellterçol.
La segona gran transformació de la població va passar a començaments del segle XX, quan es va reprendre el tèxtil amb fàbriques mecanitzades i Castellterçol va tornar a viure a ritme de telers.
És l'època en què l'estiueig va arribar al poble, ja que s'hi van fer casa moltes famílies de Sabadell, Terrassa o Barcelona, que hi van trobar un lloc sa i bonic on descansar, guarir malalties de ciutat i cultivar amistats.
El fill més il·lustre de la vila és Enric Prat de la Riba i Sarrà, advocat i periodista, que va ser el primer president de la Mancomunitat de Catalunya (1914–1917) i un dels principals artífexs del ressorgiment del sentiment nacional català del segle XIX.
Prat de la Riba va participar en la redacció i aprovació de les Bases de Manresa i, com a escriptor, té com a obra cabdal "La nacionalitat catalana".
Actualment Castellterçol compta amb 2.418 habitants i viu dels oficis, els serveis, el comerç, el turisme, la restauració i l'hoteleria i compta amb un polígon industrial diversificat, amb una majoria d'empreses especialitzades en l'alimentació de qualitat.