В V — ІV веках до н.э. в 7 километрах к западу от современного Казанлыка находился фракийский город Севтополис. Сейчас территория этого города находится под водохранилищем «Копринка».
На территории современного города в 1944 году обнаружена фракийская гробница, включенная в список памятников ЮНЕСКО. Это сооружение является единственным в стране сохранившимся полностью памятником раннеэллинистической эпохи с настенными росписями. Оригиналы доступны только ученым, туристам предлагаются копии, которые находятся в специально построенном павильоне, стилизованном под древность.
Еще одна фракийская гробница, датируемая III веком до н.э., расположена в деревне Мигулиш, в 3 км от города.
Современный Казанлык основан при турках в XV веке. С тех пор город изменился до неузнаваемости, и не в лучшую сторону.
