Cependant, les premiers peuplements à s’être stabilisés dans la zone des Colli Albani furent ceux des Latins, un ensemble de peuples d’origine indo-européenne qui s’installèrent dans le Latium Ancien (le Latium Vetus de Pline l’Ancien, qui s’étendait au sud du fleuve Tibre jusqu’au promontoire du Circeo) à partir de 2000 avant J.-C. Quatre siècles avant la fondation de Rome, les Latins avaient établi ici leurs cités –Alba Longa (Albe la Longue), Tusculum, Aricia, Lanuvium, Velitrae – qui étaient solidement alliées en une confédération appelée précisément Ligue Latine.
Le cœur de la vie religieuse et politique de la confédération se trouvait sur ce qui s’appelle aujourd’hui le Monte Cavo, l’ancien Mons Albanus, où avait été bâti le temple de Jupiter (Iuppiter Latiaris) et où se célébraient chaque année les Feriae Latinae, une série de célébrations au cours desquelles les peuples de la Ligue se retrouvaient et renforçaient les contraintes mutuelles d’appartenance et d’alliance.
Les Latins furent, pour des siècles, une épine dans le pied de Rome et les batailles dans lesquelles les Romains ont tenté de les soumettre furent nombreuses. Mais malgré la destruction de leur capitale Albalonga au VII^e siècle avant J.-C. (voulue par Tullo Ostilio et attribuée par la tradition à la victoire des Horaces sur les Curiaces), la Ligue Latine fut définitivement défaite – et donc dissoute – seulement trois siècles plus tard, en 338 avant J.-C. À partir de ce moment-là, les Colli Albani furent sous la domination de Rome.
En 193 après J.-C., Septime Sévère ordonna la construction des Castra Albana (les campements romains d’où a tiré son origine l’actuelle Albano Laziale) où il voulut que s’établisse la Legio II Parthica (Deuxième Légion Parthique), qui avait pour rôle de garde personnelle de l’Empereur. D’importantes personnalités de la Rome antique préféraient les Colli Albani et y construisirent leurs résidences. Par exemple, pour n’en citer que deux, l’empereur Domitien avait une propriété très vaste qui s’étendait sur tout le lac Albano, tandis que Caligula avait fait construire deux luxueuses villas flottantes sur le lac de Nemi. Les invasions barbares, qui ont bouleversé la péninsule italique et ont porté en 476 après J.-C. à la chute de l’Empire romain d’Occident, ont provoqué, même aux Colli Albani, le phénomène connu comme « incastellamento », c’est-à-dire le refuge des populations sur les hauteurs qui leur offraient une protection contre les attaques barbares. Plusieurs familles nobles ont construit ici leurs citadelles, autour desquelles se développaient, au fil des siècles, des faubourgs destinés à devenir ensuite les « Castelli Romani ».
À partir du X^e siècle, commence la montée de la puissante famille des Comtes du Tuscolo, qui s’établissent précisément dans l’ancienne ville du Tusculum. En 1004, un seul membre de cette famille a cédé au saint une propriété sur laquelle celui-ci a fondé l’abbaye de Grottaferrata (Basilica di Grottaferrata). Même après la chute de l’Empire, la ville qui avait été « caput mundi » ne cessait de dominer sur les Colli Albani, qui au cours des siècles suivants sont passés en fait à l’Église de Rome, laquelle est devenue progressivement propriétaire de tous les fonds de la zone. Tout au long du Moyen Âge, le territoire des Castelli Romani fut le théâtre de luttes de pouvoir incessantes déclenchées par les importantes familles féodales romaines, dont plusieurs membres appartenaient à l’haut clergé.
En 1167, les troupes impériales de Frédéric Barberousse défirent celles du pontife Alexandre III lors de la bataille de Prata Porci, au-dessus de Monte Porzio Catone. Après la retraite de l’armée impériale, Rome s’est engagée à anéantir les villes d’Albanum et de Tusculum, qui avaient soutenu l’Empereur au mépris de l’Église de Rome lors des événements susmentionnés.
En 1379, un an après le début du Schisme d’Occident, l’armée de mercenaires bretons et gascons, à la solde de l’antipape Clément VII, défiait les troupes du pape Urbain VI dans la célèbre bataille de Marino, où les milices pontificales ont obtenu une victoire décisive. En 1433, les barons romains se rebellaient contre le pape Eugène IV, déclenchant ainsi une guerre qui, au cours de trois ans, a impliqué plusieurs villages des Castelli Romani et qui a abouti à la destruction d’Albano Laziale par l’armée pontificale dirigée par le Vitelleschi.
En 1501, Marino, fief de la puissante famille des Colonna, fut également détruit pendant la guerre de ces derniers contre le pape Alexandre VI.
Enfin, quand les Lanzichenecchi mirent Rome à sac en 1527, les Castelli Romani furent pillés et dévastés, en particulier Marino et Velletri. Frascati fut épargnée par un miracle attribué à la Vierge Marie.
De la moitié du XVI^e siècle jusqu’à la fin du XVIII^e siècle, les Castelli Romani ont connu une période de relative paix et stabilité. Au cours de ces deux siècles, les familles de l’aristocratie romaine rivalisaient dans la construction, l’embellissement et la restructuration de leurs luxueuses résidences de campagne et de leurs parcs et jardins, mais aussi dans l’enrichissement du territoire des Castelli Romani avec d’importantes infrastructures et éléments urbanistiques de valeur. Les exemples les plus significatifs sont les célèbres Ville Tuscolanes (Villas Tuscolanes) situées entre Frascati, Monteporzio Catone et Grottaferrata ; Mais aussi la petite ville d’Ariccia (avec l’important complexe créé par Bernini de la Piazza Repubblica – place de la République – avec le palais Chigi et l’église Notre-Dame de l’Assomption – Palazzo Chigi et la Chiesa dell’Assunta), le palais pontifical de Castelgandolfo, le palais Sforza-Cesarini de Genzano, le palais Colonna de Marino, le palais Ferrajoli d’Albano, etc.
La paix revint aux Castelli Romani au milieu du XVIII^e siècle, quand la guerre de Succession d’Autriche impliqua surtout Velletri, où, en 1744, les troupes hispano-napolitaines du roi Charles de Bourbon affrontèrent celles des Autrichiens. Ce fut une victoire historique qui assura la survie du Royaume des Deux-Siciles.
Une cinquantaine d’années plus tard, la campagne napoléonienne d’Italie provoqua l’occupation française jusqu’à Rome, et bouleversa également les villages des Castelli Romani, soustrayant le territoire et les pouvoirs au Saint-Siège. Après une longue période de Restauration, en 1870, l’État Pontifical fut annexé au Royaume d’Italie et, avec lui, le territoire des Castelli Romani.
Une importante œuvre de développement et d’amélioration des axes routiers et ferroviaires commença déjà en 1856 sous le pontificat de Pio IX avec l’inauguration des deux chemins de fer Rome-Frascati et Rome-Velletri. Après cela, suivront ceux de Rome-Grottaferrata, de Frascati-Grottaferrata-Genzano et de Grottaferrata-Rocca di Papa. Cela a contribué à faire des Castelli Romani la destination préférée des virées en dehors de la ville et des vacances d’été des Romains. Ensuite, pendant la Seconde Guerre mondiale, pratiquement tous les centres des Castelli Romani subirent bombardements et dévastations.
Aujourd’hui, les Castelli Romani sont redevenus l’une des destinations touristiques les plus appréciées du Latium, pour leurs spécialités gastronomiques et pour la beauté de leur paysage, préservé grâce à la création du Parc Naturel Régional des Castelli Romani (Parco Naturale Regionale dei Castelli Romani).