První doklady o osídlení kadaňské kotliny v dobách středověku spadají do přelomu 11. a 12. století. V tomto období pravděpodobně vznikla i důležitá trhová osada Kadaň u levého břehu řeky Ohře. Jméno osady je s největší pravděpodobností odvozeno z osobního jména Kadan ve významu Kadanův dvůr. První písemná zmínka o Kadani pochází z roku 1183. O tři roky později daroval kníže Bedřich osadu řádu johanitů, díky kterým zde posléze vznikla samostatná kadaňská komenda.  Během vlády českého krále Přemysla Otakara II. (kolem roku 1260) byla Kadaň povýšena na svobodné královské město. S tím souvisí i vybudování královského hradu. Kadaň se tak stala jedním z nejstarších královských měst v Českých zemích a významným opěrným bodem královské moci a zemské obrany společně s královskými městy Ostrov, Žatec, Louny a Ústí nad Labem.

V roce 1362 vypukl v Kadani rozsáhlý požár, kterému podlehlo celé město i s hradem. Hned po požáru bylo město znovu vystavěno z kamene, podařilo se i zdokonalit opevnění  a vznikla radnice společně s většinou měšťanských domů v centru města. Rychlá oprava města byla zajisté způsobena i výbornou finanční situací země za panování římského císaře a českého krále Karla IV. Ten navštívil město Kadaň osobně hned dvakrát. Během svých návštěv schválil konat výroční trh na den Povýšení sv. Kříže (14. září) či zakládat vinice na kopcích v okolí města. V roce 1366 udělil císař městu Kadani dokonce právo úplné samosprávy. Po smrti císaře byla všechna privilegia královskému městu potvrzena jeho synem Václavem IV.  

Na počátku husitských válek (na jaře 1421) byla Kadaň dobyta Pražany a nuceně připojena k pražskému městskému svazu, což bylo husitské uskupení měst a šlechty v čele s Janem Želivským. Na podzim téhož roku oblehla a dobyla město Kadaň křižácká vojska II. křížové výpravy. Po obsazení přešlo královské město na stranu katolického tábora, kde zůstalo až do konce husitských válek.

Od druhé poloviny 15. století se město s královským hradem stalo předmětem zástav královského majetku různým panovníkovým věřitelům. K něm patřil i rod Lobkoviců, který byl zástavním držitelem města padesát let (1469–1519). Dne 10. srpna 1469 se stal doživotním hejtmanem města Jan Hasištejnský z Lobkovic, který se zasloužil společně se svými bratry mimo jiné i o vybudování kláštera františkánů s kostelem Čtrnácti svatých pomocníků, kde je pohřben.

Koncem června 1534 se v Kadani uskutečnila mírová jednání krále Ferdinanda Habsburského s vévodou Oldřichem Württemberským. Šlo o významnou církevně-politickou událost z dob reformace a na základě jednání byla podepsána mírová smlouva známá jako tzv. Kadaňský mír.  Po stavovském povstání v roce 1618 začalo i zde docházet ke drancování římskokatolických kostelů. Vše se změnilo až po bitvě na Bílé hoře, kdy se spustila násilná rekatolizace. Během třicetileté války bylo město několikrát vydrancováno a vypáleno (1631, 1635). Nejhorší byl vpád švédského vojska do města v roce 1648, kdy byl zcela zničen zejména celý hradní komplex. Zřícenina hradu se začala opravovat až v roce 1750, kdy rakouská císařovna Marie Terezie v rámci vojenských reforem nařídila přestavbou hradu na vojenská kasárna. Z důvodu zřícení celé jihozápadní části hradu trvala tato přestavba až do roku 1765. Ještě počátkem první světové války zde působila c. k. rakousko-uherská armáda.

V den voleb do rakouského Národního shromáždění (4. března 1919) došlo v Kadani na hlavním náměstí k demonstraci sudetských Němců za právo na sebeurčení a setrvání při Rakousku. Českoslovenští vojáci sestávající převážně z čerstvých rekrutů ve vyhrocené situaci spustili na dlažbu náměstí v úmyslu udržet dav demonstrujících dál od kadaňské radnice kulometnou palbu. Kulky se však začaly od dlažby odrážet a výsledkem tak bylo nejméně 25 mrtvých a několik desítek těžce zraněných jak civilního obyvatelstva. Událost se do historie zapsala jako tzv. Kadaňský masakr. Nutno však podotknout, že zranění byli i na straně československých vojáků.

Po Mnichovské dohodě v říjnu 1938 se město stalo součástí Třetí říše. O měsíc později za Křišťálové noci byla vypálena židovská synagoga a mnoho obyvatel židovského původu bylo posláno do koncentračních táborů v Německu. Dne 8. května 1945 vnikla do Kadaně vojska sovětské armády. Po skončení druhé světové války bylo deportováno několik tisíc německých obyvatel Kadaňska do okupačních zón poraženého Německa. Poloprázdný kadaňský okres byl postupně osidlován obyvatelstvem z různých koutů tehdejšího Československa. K osidlování Kadaňska výrazně přispělo v 60. letech také vybudování tepelných elektráren Prunéřov a Tušimice. V roce 1978 byla vyhlášena městská památková rezervace.

Po sametové revoluci začaly rozsáhlé rekonstrukce zdevastovaných budov v historickém centru města včetně radniční věže, jejíž přízemní prostory sloužily v dobách socialismu jako multifunkční skladiště. Od roku 1993 se v těchto prostorách nachází galerie Josefa Lieslera. Od roku 1992 se koná v Kadani každoročně koncem srpna velkolepá historická akce Císařský den, která vznikla na počest návštěvy Karla IV. v roce 1367, a která je jednou z nejstarších akcí svého druhu u nás.