Подлинный расцвет и независимость Каркасон обрел при виконтах Транкавелях, правивших здесь почти три века. При них город богател за счет торговли и ткацкого дела. Многочисленные купцы, встречаясь здесь, взаимодействовали друг с другом, обменивались знаниями, торговцы с Ближнего Востока занесли сюда в 11 в. ересь катаров, которая была распространена в Малой Азии. Учение катаров отрицало божественность Христа и представляло весь мир ареной борьбы Добра и Зла, считая все телесное проявлением Зла и порочным, а все духовное проявлением Добра и божественным. Это учение быстро распространилось по Лангедоку и вскоре стало известно во Франции под названием альбигойства, т.к. в городе Альби в Лангедоке катары провели диспут, благодаря которому стали широко известны. Альбигойцы захватили несколько горных крепостей и укрепленных городов, одним из которых стал Каркасон. Графы Тулузские, вассалами которых были Транкавели, желая противопоставить себя посягающим на их независимость Капетингам, поддержали ересь.
В 1208 г. при загадочных обстоятельствах в Сен-Жиле умер папский легат Пьер де Кастельно, в его смерти объявили виновными катаров, и Капетинги организовали крестовый поход против них под предводительством Симона де Монфора. В 1209 г. Каркасон был осажден, из-за засухи пересохли колодцы, и после 15-ти-дневной осады город вынужден был сдаться, а виконт Транкавель был казнен. Однако горные крепости катаров еще долго держали оборону. В 1240 г. сын казненного Транкавеля безуспешно попытался отбить город обратно, однако гарнизон, оставленный Людовиком Святым, не позволил ему этого сделать. После этой осады король усилил городские укрепления и возвел второй ряд крепостных стен. Позже крепость на границе между Францией и Испанией многократно перестраивалась и укреплялась, однако в 16 в. граница была передвинута к Пиренеям, и город стал приходить в упадок.
В 19 в. под руководством выдающегося архитектора Виоле-ле-Дюка была проведена масштабная реставрация, и Каркасон принял образцовый вид средневековой крепости, став самым укрепленным городом Франции с самым большим периметром крепостных стен. Он дает великолепное представление о средневековом фортификационном искусстве и являет пример города, полностью укрытого масштабными укреплениями, облик которого практически без изменений дошел до наших дней.
Каркассон окружен двумя кольцами крепостных стен длиной 1,1 км и 1,5 км, ядром укреплений является замок Транкавелей, стоящий на высоком берегу реки Од. Стены с зубцами и навесными деревянными галереями, соединяющими полукруглые и круглые башни, возводились из грубо обработанных блоков песчаника, которые были практически неуязвимы – направленные снаряды от них отскакивали. Расстояние между башнями определялось дальностью выстрела из арбалета, фланговым огнем из соседних башен можно было отбить лобовую атаку, простреливая все пространство между этими башнями. У южной стены сохранилось несколько башен римской эпохи, прорезанных полукруглыми арками, выложенными красным кирпичом, стены которых сложены из мелких блоков песчаника, перемежающихся рядами красного кирпича. Римская кладка резко выделяется на фоне средневековой, расположенной под ней кладки 13 в. – когда строилось внешнее кольцо укреплений, ров перед стеной углубили и башни пришлось укреплять. Кладка из более крупных грубо обтесанных камней составляет прямоугольные основания башен. Наружные стены этих башен имеют в плане полукруглую форму, а внутренние – плоские, башни венчают плоские деревянные крыши.