Le "Mont Ardu" -ancien nom de la montagne où s'élève le château de Puilaurens apparaît pour la première fois en 958, dans une charte où Lothaire concède à l'abbaye Saint-Michel-de-Cuxa (Pyrénées Orientales) la prévôté de Puilaurens, composée de la vallée de la Boulzane, ou vallée Sainte-Croix. Le même document mentionne déjà une église Saint-Laurent sans doute construite sur le site perché, qui à cette époque devait tenir lieu de zone protégée dans la tradition des forteresses - refuge d'époque carolingienne.

En 985, une bulle du pape Jean XV mentionne la chapelle Sainte-Croix à Lavagnac, édifice aujourd'hui disparu dont l'emplacement est peut-être signalé par le lieu-dit La Capelheta aux abords du hameau de Lavagnac.

Le premier des châtelains de Puilaurens que nous puissions identifier avec quelque certitude, Pierre Catala, figure comme témoin dans un acte de Guillaume de Peyrepertuse en 1217. En 1229, Guillaume de Peyrepertuse commande à Puilaurens. En 1242, le château est tenu par Roger Catala, sans doute fils de Pierre.
La présence de cathares à Puilaurens ne semble liée qu'au rôle de refuge tenu par la forteresse. En 1241, le diacre cathare du Fenouillèdes, Pierre Paraire, séjourne dans le lieu et vers 1245-1246 plusieurs parfaits et parfaites y sont hébergés.

On ne connaît pas le moment exact où le château passa sous contrôle royal mais l'annexion semble consommée vers 1250. Par une lettre d'août 1255, Saint-Louis ordonne au sénéchal de Carcassonne de fortifier le château. Le traité de Corbeil (1258) met le château au premier plan parmi les forteresses qui défendent la frontière face à l'Aragon. En 1259 Puilaurens est occupé par une garnison dont le châtelain est Odon de Monteuil, avec un chapelain et 25 sergents d'armes. Le château est en cours de travaux autour de 1263 et sous Philippe le Hardi (1270-1285).

Dans son état actuel, la forteresse remonte donc essentiellement au début de la période royale en Languedoc et n'est dons pas antérieure au XIIIème siècle.

Jusqu'au traité des Pyrénées (1659), Puilaurens eut à faire face à plusieurs reprises aux incursions venues d'Espagne. Après le traité des Pyrénées, Puilaurens fut déclassé et ne fut plus occupé que par une faible garnison de mortes-payes (vétérans).