Si le château de Falaise est étroitement lié à la destinée du plus fameux des ducs normands, Guillaume le Conquérant, l’emplacement même de la fortification a semble-t-il été utilisé très tôt et il faut remonter à 60 000 avant JC. pour y repérer les premières traces d’occupation humaine. L’éperon rocheux sur lequel s’appuie le château aujourd’hui réunit de bonnes conditions de défense, surplombant la vallée de l’Ante avec deux rivières formant une douve naturelle.
A la période des premiers ducs de Normandie, aux Xe et XIe siècles, des murs maçonnés sont élevés pour former l’un des premiers châteaux de ce type en Normandie. Le récit d’un siège en 1027, qui oppose Robert le Magnifique, père de Guillaume, et son frère, le duc Richard III de Normandie, donne à penser que les fortifications en pierre sont déjà très solides car il faut utiliser « le bélier et la baliste ». A cette période déjà, le château avait acquis une solide réputation de place forte.
A la naissance de Guillaume, sans doute à la fin de l’année 1027, le château dispose d’une grande basse cour protégée par des murs sans tours, mais couronnés de galeries de bois. La haute cour, séparée de l’enceinte par un profond fossé, accueillait à son endroit le plus escarpé un bâtiment dont il ne reste aujourd’hui que quelques maçonneries de fondation. C’est en effet au XIIe siècle, environ un siècle après la naissance de Guillaume, qu’aura lieu la plus grande campagne de construction sur le site. Henri I Beauclerc, troisième fils de Guillaume, roi d’Angleterre et duc de Normandie, né en Angleterre après la Conquête, lui donne l’apparence d’un château ducal avec l’ajout de tours de flanquement le long des remparts, une chapelle au cœur de la basse cour, et surtout un impressionnant donjon roman dans la tradition des tours bâties par les Normands en Angleterre au lendemain de la Conquête. Plus tard, sous la dynastie des Plantagenêts, en deuxième moitié du XIIe siècle, les travaux continueront, toujours dans le sens d’un renforcement des défenses, mais aussi pour agrandir les espaces de résidence, avec notamment l’ajout du Petit Donjon accolé au Grand Donjon.
A l’aube du XIIIe siècle, une page se tourne en Normandie avec la reprise du territoire par Philippe-Auguste, roi de France. Peu de temps après la chute de Château-Gaillard en 1204, Falaise tombe à son tour et les systèmes de défenses seront modifiés pour s’adapter aux nouvelles techniques de guerre. La grande tour ronde, dite Tour Talbot, est élevée en 1207, symbolisant la puissance militaire du nouveau maître des lieux.
A la fin du Moyen Âge, les donjons, désertés, se délabrent et il faudra attendre le XIXe siècle, et un classement d’urgence en monument historique, pour que des travaux puissent être engagés. Plus tard, entre 1986 et 1997, un projet de grande envergure redonne aux donjons leurs lettres de noblesse, avec la reconstitution des volumes disparus, et l’évocation d’éléments détruits pour lesquels les sources manquent. Enfin, entre 2003 et 2012, le programme s’achève avec la construction d’un bâtiment d’accueil, la restauration intégrale de la haute cour et des remparts. Une nouvelle ère est inaugurée pour château, qui revit pour le plus grand plaisir de ses visiteurs.