L'area di Castiglion Fiorentino fu abitata fin dall'epoca preistorica, ne sono testimonianza i ritrovamenti di oggetti risalenti al 1150 a.C. appartenenti ad un villaggio capannicolo. Il nucleo abitato si sviluppò in epoca etrusca e l'insediamento sorse in posizione strategica tra la valle del fiume Clanis e la Val di Chio, lo dimostrano i numerosi reperti rinvenuti nel “Deposito di Brolio” e le eccezionali scoperte nell’area del Cassero dove oltre alla Porta Etrusca, è stata ritrovata la struttura di un tempio che faceva parte di una ben più vasta Acropoli.

Con l’avvento dell’Impero Romano, per evitare le numerose inondazioni dell’Urbe, fu costruita presso Orvieto una barriera che impediva alle acque del Clanis di riversarsi nel fiume Paglia, affluente del Tevere. L’acqua non poteva più defluire e in epoca medievale la Valdichiana era diventata una malsana palude. Il paese è ricordato dai documenti con il nome di Castiglione non prima del X secolo quando risulta feudo dei Marchesi del Monte Santa Maria.

Successivamente Castiglione appartenne alla Diocesi di Arezzo e solo dopo Campaldino passò sotto il dominio di Firenze. Nel 1303 tornò in mano agli aretini, e nel 1345 venne occupato da Perugia. I Fiorentini se ne impossessarono definitivamente nell’anno 1384. Di questa ultima vicenda ne è buon testimone il nome della città.

Al governo Mediceo seguì il Granducato di Lorena e fu Pietro Leopoldo che affidò a Vittorio Fossombroni la bonifica della Valdichiana favorendo le condizioni per un forte incremento demografico e una stagione di crescita economica e sociale.

In seguito Castiglion Fiorentino seguì le sorti della Toscana che, nel 1860,confluì nel nascente Stato Italiano. Il passaggio del fronte bellico durante la seconda guerra mondiale fu causa di ingenti devastazioni. Particolarmente grave fu il bombardamento alleato cui Castiglion Fiorentino fu sottoposta il 19 dicembre 1943.