Lors des invasions sarrasines qui ont ébranlé la Provence aux IX^e et X^e siècles, les habitants de la ville situés alors dans la vallée se réfugièrent sur le rocher qui la surplombe à 903 m d'altitude. Lorsque la place forte fut achevée, on lui donna le nom de Castrum du Roc. Ensuite ils redescendirent progressivement vers Petra Castellana (du latin castellanus, place forte, et petra, pierre). Au XII^e siècle, les seigneurs ayant combattu pour sauver la cité des envahisseurs sont élevés à la dignité de barons et prennent le nom de leur fief, Castellane. Pendant deux siècles, ils vont sauvegarder l'indépendance et soutenir le développement de la cité jusqu'au rattachement de la baronnie aux comtes de Provence en 1262. Les habitants de Castellane résistent aux troupes de Charles Quint en 1536 puis à Lesdiguières, chef des troupes protestantes, pendant les guerres de religion. Cet événement est commémoré tous les ans, le dimanche le plus proche du 31 janvier : c'est la " Fête du pétardier ". Napoléon y passa la nuit, le 3 mars 1815 en montant à Grenoble.