Los restos arqueológicos encontrados en el Desierto de las Palmas indican que esta zona ha estado habitada permanentemente al menos desde el Neolítico. Sin embargo, en el actual emplazamiento de la ciudad no se han encontrado restos que confirmen un asentamiento anterior a la fundación de la ciudad. De la época íbera se han encontrado varios restos, de entre los que destacan diversas láminas de plomo encontradas en el Grao con inscripciones aún no descifradas y los restos de un poblado en la zona de la
Fuente de la Reina.
Pocos son los restos encontrados de la época
romana, aunque puede que fuera en esta época cuando se asentó la población de forma permanente, primero en núcleos diseminados y luego en el
monte de la Magdalena protegidos por un
castillo, gracias a las explotaciones mineras en busca de plata en la actual
Borriol. En 2009 se decubrió una necrópolis romana durante las obras de encauzamiento del barranco de Fraga en la zona del
camino Villamargo, en la partida de Fadrell, que con su exacvación arqueológica propició el descubrimiento de una importante villa romana del siglo II a. C. y que tuvo uso hasta el siglo III d. C. que pudo ser la más importante de la zona entre Saguntum y Tarraco.
En los años de El Cid, el Reino de
Aragón, conquistaría las tierras situadas hasta el
río Mijares, convirtiéndose
Castellón en un importante punto estratégico, dado que eran los primeros territorios costeros conquistados por los aragoneses. El rey Pedro I de Aragón ordenaría abandonar estos territorios para volver a su reino a protegerse de los musulmanes.
En 1233 las tropas del rey Jaime I, que habían conquistado
Burriana, conquistaron los territorios castellonenses y se los repartieron en señoríos, perteneciendo a su tío abuelo Nuño Sancho el que se situaba entorno al Castillo de Fadrell. Tras la muerte de Nuño Sancho, el castillo pasó, cedido por el rey, a su otro tío abuelo por parte de su mujer, el infante Pedro de
Portugal.
Tras las revueltas mozárabes de 1247, la Plana quedó deshabitada, y los cristianos empezaron a bajar al llano para tomar posesión de las tierras que les habían sido donadas. Así, en 1248, sin los permisos necesarios, comenzaron a bajar para habitar las alquerías abandonadas de la Plana.
Posteriormente, en 1250, el rey otorgó los permisos necesarios para la donación de
casas y tierras en la Plana a los habitantes, estableciéndose el principal núcleo de población en la alquería de Benárabe. Pero hasta el 8 de septiembre de 1251, el rey no entregó a su lugarteniente Ximén Pérez de Arenós, la autorización para trasladar la villa a cualquier lugar apropiado dentro de su término. Tradicionalmente, se sitúa la fecha del traslado en el tercer domingo de Cuaresma de 1252, celebrándose desde entonces la
romería que sería después el origen de las actuales
fiestas de la Magdalena. 4 La nueva villa fue fundada presumiblemente sobre un camino ya existente, que vendría a ocupar el trazado de la actual
Calle Mayor y rodeada por una acequia que repartiría el
agua entre las
huertas.
A principios del siglo XIV, la villa fue elegida capital de la Sotsgovernació dellà Uxó, territorio coincidente con la actual provincia de Castellón salvo por la comarca del Alto Palancia y el condado de Almenara. En 1329, el hijo del rey Jaime II de Aragón, Alfonso IV, entregó la villa a su futura esposa Leonor de Castilla como dote de
boda, provocando el rechazo por parte de la población castellonense a este señorío. Tras la huida de doña Leonor a Castilla, el rey Pedro IV, se vio obligado a restablecer la ciudad a la corona, pero tan pronto como pudo, restituyó el señorío en favor del Conde de Trastamara Enrique, que al ser proclamado rey de Castilla en 1336 vendió la villa al patrimonio real.
En 1366, el labrador Perot de Granyana encontró la estatuilla de la
Virgen del Lledó, a la que pronto se la rendiría culto y se le construiría una
ermita en el lugar donde fue encontrada. Dos años después, en 1368, el rey Pedro IV, proclamó a su segundo hijo Martín Conde de la Plana, dándole varias villas, entre ellas las de Castellón, como señorío. La villa se opuso a volver a formar parte de un señorío y cerró las
puertas de sus
murallas el día que Martín iba a tomar posesión de la misma. Martín desistió en su empeño de entrar en la ciudad y concedió perdón a la villa por el hecho sucedido, volviendo la villa a ser incorporada a la Corona.
Pronto, la villa alcanzó los 1100 fochs, que tras las enfermedades transmitidas por la plantación de arroz, se vieron reducidos en 1435 a 569 y en 1463 a solo 687 vecinos. Solamente alcanzado el siglo XVI la ciudad se recuperó y comenzó a recuperar población. Para evitar la propagación de enfermedades, el rey prohibió en 1388 plantar arrozales. Tras la muerte de Martín I de Aragón sin descendencia, la villa se declaró
partidaria del Conde de Urgell, aún después de la firma del Compromiso de Caspe. Ante esta situación, el nuevo rey, Fernando I, envió a varias tropas, comandadas por Antonio de la Cerda, para la conquista de la villa, pero estas tropas fueron derrotadas por los castellonenses. Pasados pocos días de este suceso, la villa reconoció como rey a Fernando I, recibiendo el perdón de este.
Durante la guerra de la Independencia, Castellón fue sitiada en 1811 por tropas francesas, comandadas por el mariscal Suchet, que no abandonaron la villa hasta 1814. El año 1833, Javier de
Burgos crea la actual división provincial española, pasando Castellón a ser capital de la provincia homónima.
De 1960 a 1981, la población se duplicó, superando los 126000 habitantes, que se
instalaron en los más de 100 grupos de población dispersos que se contabilizaron esos mismos años.
En 1982 el municipio pasa a denominarse "
Castellón de la Plana y Grao de Castellón/Castelló de la Plana i Grau de Castelló", abandonando la versión monolingüe en castellano del nombre e incorporando la referencia al distrito marítimo. De nuevo en 1986 se vuelve a producir un cambio de nombre por el cual se oficializa la denominación actual bilingüe en castellano y valenciano "Castellón de la Plana/Castelló de la Plana".