Narbonne blev oprettet i Gallien af den romerske republik i 118 f.Kr. som Colonia Narbo Martius, i daglig tale Narbo, og blev gjort til hovedstad i den nyoprettede provins Gallia Transalpina. Den lå ved Via Domitia, den første romerske vej i Gallien, der blev anlagt på tidspunktet for koloniens grundlæggelse og forbandt Italien med Spanien. Geografisk set lå Narbonne derfor ved et meget vigtigt vejkryds, fordi den lå der, hvor Via Domitia forbandt sig med Via Aquitania, der førte mod Atlanterhavet gennem Tolosa og Burdigala. Desuden blev den krydset af Aude-floden. Overlevende medlemmer af Julius Cæsars Legio X Equestris fik tildelt jord i det område, der i dag hedder Narbonne.
Politisk fik Narbonne betydning som konkurrent til Massilia (Marseille). Julius Cæsar bosatte veteraner fra sin 10. legion der og forsøgte at udvikle dens havn, mens Marseille støttede Pompejus. Blandt produkterne fra Narbonne var dens rosmarinblomsthonning berømt blandt romerne.
Spå et senere tidspunkt blev provinsen Gallia Transalpina omdøbt til Gallia Narbonensis efter byen, som blev dens hovedstad. Byen var sæde for en magtfuld administration og oplevede økonomisk og arkitektonisk ekspansion. På det tidspunkt menes byen at have haft 30.000-50.000 indbyggere og kan have haft op til 100.000.
I henhold til Hydatius blev byen i 462 overdraget til vestgoterne af en lokal militærleder i bytte for støtte, som følge heraf ophørte det romerske styre i byen. Den blev efterfølgende hovedstad i den vestgotiske provins Septimania, som var det eneste område fra Gallien, der kunne afværge det frankiske fremstød efter slaget ved Vouille (507). I 40 år, fra 719 til 759, var Narbonne en del af det umayyadiske rige. Den umayyadiske guvernør Al-Samh erobrede Narbonne fra Visigoternes kongerige i 719. Karolingeren Pepin den Korte erobrede Narbonne fra araberne i 759, hvorefter det blev en del af det karolingiske Viscounty of Narbonne. Han inviterede ifølge kristne kilder fremtrædende jøder fra kalifatet i Baghdad til at slå sig ned i Narbonne og etablere et vigtigt jødisk læringscenter for Vesteuropa. I det 12. århundrede var Ermengarde af Narbonne (regerede fra 1134 til 1192) formand for et af de kulturelle centre, hvor den høviske kærlighedsånd blev udviklet.
I det 11. og 12. århundrede var Narbonne hjemsted for en vigtig jødisk eksegetisk skole, som spillede en central rolle i væksten og udviklingen af de zarfatiske (judæo-franske) og shuadit- (judæo-provencalske) sprog. Jøderne havde bosat sig i Narbonne fra omkring det 5. århundrede og havde et samfund, der var vokset til ca. 2000 i det 12. århundrede. På dette tidspunkt blev Narbonne ofte nævnt i talmudiske værker i forbindelse med dets lærde. En kilde, Abraham ibn Daud fra Toledo, tillægger dem en betydning svarende til eksilarkerne fra Babylon. I det 12. og 13. århundrede gennemgik samfundet en række op- og nedture, inden det satte sig i en længerevarende nedgang.
Narbonne mister sin flod og havnRediger
Narbonne selv gik langsomt tilbage i det 14. århundrede, af forskellige årsager. En af dem skyldtes en ændring af Aude-flodens løb, som forårsagede en øget tilsanding af sejladsadgangen. Floden, der i oldtiden var kendt som Atax, havde altid haft to hovedforløb, som delte sig tæt på Salelles; den ene deling gik sydpå gennem Narbonne og derefter til havet tæt på Clappe-massivet, den anden gik østpå til etang ved Vendres tæt på flodens nuværende udmunding et godt stykke øst for byen. Romerne havde forbedret flodens sejlbarhed ved at bygge en dæmning i nærheden af Salelles og også ved at kanalisere floden på dens vej gennem det sumpede delta til havet (dengang som nu var kanalen kendt som Robine.) En stor oversvømmelse i 1320 svømmede dæmningen væk. Aude-floden havde en lang historie med oversvømmelser af sine bredder. Da det var en travl havn, var afstanden fra kysten ca. 5 til 10 km, men dengang var adgangen til havet dyb nok, når floden var i fuldt svøb, hvilket gjorde kommunikationen mellem havn og by upålidelig. Varer kunne dog let transporteres over land og i lavvandede pramme fra havnene (der var flere: en hovedhavn og fremskudte havne til større skibe; faktisk havde sejlbarheden fra havet til etang og derefter til floden været et evigt problem)
De ændringer af den lange havkyst, der var resultatet af tilsandingen af den række graus eller åbninger, der var spredt mellem de øer, som udgjorde kystlinjen (St. Martin; St. Lucie) havde en mere alvorlig indvirkning end ændringen i flodens løb. Andre årsager til tilbagegangen var pesten og Edward, den sorte prins’ angreb, som forårsagede store ødelæggelser. Væksten i andre havne var også en faktor.
Katedral i NarbonneRediger
Katedralen i Narbonne, der er dedikeret til de hellige Justus og Pastor, giver et tydeligt bevis på Narbonnes pludselige og dramatiske skift i skæbne, når man på bagsiden af bygningen ser det enormt ambitiøse byggeprogram, der er frosset i tiden, for katedralen – der stadig er en af de højeste i Frankrig – blev aldrig færdig. Årsagerne er mange, men den vigtigste er, at den færdige katedral ville have krævet en nedrivning af bymuren. Det 14. århundrede bragte også pesten og et væld af grunde til at bevare murene fra det 5. århundrede (før visigotisk).
Det er dog sådan, at koret, sidekapellerne, sakristiet og gårdspladsen er intakte, og katedralen, selv om den ikke længere er biskoppens eller ærkebiskoppens sæde, er stadig det primære kultsted for den romersk-katolske befolkning i byen og er en stor turistattraktion.
Bygning af Canal de la RobineRediger
Fra det 16. århundrede begyndte indbyggerne i Narbonne, der var ivrige efter at bevare en forbindelse til vigtig handel, at udføre kostbare arbejder på resterne af Aude-flodens adgang til havet, så den fortsat kunne være sejlbar for skibe med begrænset dybgang og også kunne tjene som forbindelse til den kongelige kanal. Dette store projekt resulterede i anlæggelsen af Canal de la Robine, som endelig blev forbundet med Canal du Midi (dengang kendt som den kongelige kanal) via Canal de Jonction i 1776. I det 19. århundrede kom kanalsystemet i Sydfrankrig i konkurrence med et voksende jernbanenet, men bevarede en vis betydning på grund af den blomstrende vinhandel.
Dermed formåede Narbonne trods sin tilbagegang fra romertiden at fastholde sin vitale, men begrænsede betydning som handelsrute, især i de nyere århundreder.