El poblament al municipi pot remuntar-se al període del Neolític (IV-V mil·leni aC). Progressivament es va estendre cap a la vall alta del riu Ripoll, el pla de la Bruguera, l'indret de Castellar Vell i del castell de Castellar.
Els segles X-XI Castellar era un territori definit com "castrum kastellare", format per masos disseminats. Les terres que formaven aquest conjunt eren objecte de compra i venda entre la casa comtal, les famílies feudals i els monestirs. Una d'aquestes famílies, els Clasquerí, esdevingueren senyors tant a nivell territorial com jurisdiccional des de principis del segle XV i fins a la desaparició del poder feudal. Per això, durant aquesta època, aquest cognom va denominar el terme.
Paral·lelament es van consagrar els primers edificis de les dues parròquies que formen part del terme: la de Sant Esteve de Castellar i la de Sant Feliu del Racó (antigament, de Valrà). Justament a partir de la consagració de la de Castellar (1052), el terme és denominat com la parròquia. Malgrat que la població viva majoritàriament en masos, al voltant de les dues parròquies i d'altres esglésies del terme es van formar els primers nuclis agrupats, com el de Castellar Vell (segles IX-XI) i les Fàbregues (1215) o Sagrera de les Fàbregues, a l'actual vila de Castellar del Vallès. Possiblement aquest topònim deriva de l'aprofitament de la força hidràulica del riu Ripoll.
El 1773 la parròquia fou traslladada al nucli de la riba esquerra del riu, on vivia la majoria de la població, arran de la construcció d'una nova església sobre l'antiga capella de Sant Iscle i Santa Victòria. En aquell moment el nucli era denominat Tolosa o Tolosa de les Fàbregues.
El segle XIX suposa l'arrancada econòmica del municipi amb el desenvolupament de la indústria llanera i cotonera al riu Ripoll, impulsada principalment per Josep Tolrà Abellà, que es va instal·lar a Castellar el 1849 per exercir com a metge i, poc després, va iniciar la principal empresa tèxtil del poble. Alguns anys més tard, la família Tolrà va emprendre una àmplia tasca social per millorar el municipi, denominat llavors Sant Esteve de Castellar, amb el subministrament d'aigua i la construcció d'edificis religiosos, de centres escolars, de safareigs públics, entre altres. Va incidir especialment en aquesta tasca Emília Carles, vídua de Josep Tolrà i marquesa de Sant Esteve de Castellar per concessió de la reina Cristina el 1896. Paral·lelament, el municipi va viure un increment de població, atreta pel desenvolupament industrial, que va anar acompanyat de l'aparició de cases modernistes aixecades pels propietaris i amb una intensa vida social al voltant dels cafès, que eren les seus de les primeres entitats.
Aquesta situació va continuar ja el segle XX i es va veure incrementada amb la proclamació de la 2a República i la constitució d'un ajuntament republicà, que també va centrar la seva gestió en la millora del municipi i va aprovar la denominació oficial de Castellar del Vallès. Tot això es va veure estroncat amb l'esclat de la Guerra Civil, els efectes de la guerra tant a nivell social com econòmica, i la instauració de la dictadura franquista.
A partir dels anys 50 Castellar va viure un altre esclat demogràfic, paral·lel a la revifalla que vivia el país, amb l'arribada de gent procedent del sud de l'Estat Espanyol. Aquesta nova població va intervenir com a mà d'obra en la recuperació de l'activitat tèxtil i constructora, viscuda els anys 60, junt amb la població autòctona. El novembre de 1975 va morir Franco i amb la convocatòria de les tan esperades eleccions del 1979 i l'elecció i la constitució del nou ajuntament, es va començar a dotar el municipi amb nous equipaments i serveis, tasca que han anat fent els successius governs municipals.