Казанлък е разположен в центъра на Казанлъшката котловина, известна като Розовата долина. Климатът и почвите там благоприятстват за отглежданата от векове маслодайна роза.
Мястото се слави с богатата си многовековна история, започваща от дълбоката древност. Първото селище на територията на днешния град възниква през новокаменната епоха и продължава през енеолита и бронзовата епоха.
Значителен период от време Казанлъшката котловина е обитавана от траките, от които е останало богато културно наследство. През V – IV век пр. Хр. тракийският град Севтополис, носещ името на тракийския цар Севт I, става столица на тракийската Одриска държава. От това време са откритите вече 12 гробници начело с най-добре запазената по българските земи – Казанлъшката.
За кратко време по тези места са престояли и гръцки, келтски и персийски завоеватели. Много са и артефактите, свидетелстващи за римското присъствие. Известно е, че през този период
за първи път се отглеждат рози в района
В трактата на Плиний Млади се описват над 20 сорта от ароматното растение, на един от тези сортове той дава названието „Тракийска роза“. Интересен факт е, че розата е гравирана на една от тракийските монети.
Казанлъшкият край влиза в границите на Първото българско царство през 815 г., след като се сключва 30-годишният договор между кан Омуртаг и Византия. От времето на Първата и Втората българска държава са открити руините на около десетина крепости: край град Шипка и селата Бузовград, Долно Изворово, Енина, Крън, Кънчево, Ръжена, Средногорово и Ясеново.
През Средновековието долината е административен център на Крънската хора, в която в определен период властва българският болярин Елтимир, a крепостта „Крън“ е била негово седалище. От 1370 г. районът е под османско владичество, като през първите десетилетия е обособена военна крепост. Тогава градът възниква на днешното си място – на левия бряг на Синята река, след като османците унищожават българското селище на десния бряг. През османския период е дадено името на селището, останало и до днес – Казанлък. Има различни предположения за произхода на това име: едно от първите е, че то произлиза от Казан и лък, което значи „прочута ливада“; друга популярна версия за произхода и името на града – от „къзанлар“ – т.е. деца и жени, които излезли да посрещат някакъв султан, преминаващ през тези места.
По време на Българското Възраждане Казанлък претърпява голям стопански и духовен разцвет. Развиват се повече от 50 занаята – кожарство, медникарство, златарство, абаджийство, папукчийство, бъчварство и най-вече розопроизводство. Пренесена от Индия през Персия, Сирия и Турция, маслодайната роза намира тук всички благоприятни за виреене условия – подходяща температура, висока влажност и леки песъчливи канелени горски почви. През 1820 г. в Казанлък се създава
първата розотърговска къща на Дончо Папазов
Впоследствие градът става център на розопроизводството в България, а казанлъшкото розово масло добива известност, като печели златни медали на изложенията в Лондон, Филаделфия, Париж, Милано и Антверпен.
Казанлък е с утвърдени традиции и в културно-просветно отношение. През 1836 г. Неофит Бозвели въвежда в него взаимната метода на обучение, през 1860 г. се създава първото читалище, а през 1873 г. – читалище „Искра“. През 1883 г. отваря врати Казанлъшкото педагогическо училище, създало стотици добре подготвени учители за цялата страна.
В Казанлък има и няколко запазени къщи във възрожденски стил, влизащи в етнографския комплекс „Кулата“, намиращ се в най-стария едноименен квартал на града.
По време на Руско-турската освободителна война градът е център на ожесточени бойни действия, поради което е почти напълно опожарен. През 1877 г. башибозуците, настъпващи с войските на Сюлейман паша, изклали в църквата „Св. Пророк Илия“ около 200 казанлъчани, потърсили последно убежище в храма.
След Освобождението занаятите в града западат заради загубата на пазарите в огромната Османска империя и започва съвременното развитие на града. Развива се предимно текстилната промишленост. Днешното акционерно дружество „Розова долина“ е основано като предачна фабрика още през 1890 г. от братя Стайнови.
Днес почти цялата история на Казанлъшкия край може да се проследи в Градския исторически музей – създаден през 1901 г., той е един от най-старите в България със своите над 70,000 експоната. В Казанлък се намира и единственият в България и на Балканите Музей на розата. Всяка година в края на първата седмица на месец юни се провежда традиционният Празник на розата, най-колоритното събитие в града на розите.