A la muerte de Ricardo II, duque de Normandía, en agosto de 1026 su hijo (también llamado Ricardo) sucedió al ducado. Sin embargo, la herencia fue disputada por el hermano menor de Ricardo III, Roberto. No contento con su herencia de la ciudad de Exmes y sus alrededores, Roberto se rebeló y tomó las armas contra su hermano y capturó el castillo de Falaise. Ricardo sitió el castillo y obligó a Roberto a someterse a él, sin embargo, el duque murió por causas desconocidas en 1027 y fue sucedido por su hermano. Roberto tuvo un hijo ilegítimo de una mujer llamada Herleva, que era de la ciudad de Falaise e hija de un chambelán. El niño, William, nació alrededor de 1028.
El castillo (siglo XII–XIII), que domina la ciudad desde un alto peñasco, fue anteriormente la sede de los Duques de Normandía. La construcción se inició en el sitio de un castillo anterior en 1123 por Enrique I de Inglaterra, con la «torre del homenaje grande» (gran torreón). Más tarde se añadió el «pequeño torreón» (petit donjon).
La torre construida en el primer cuarto del siglo XII contenía una sala, una capilla y una habitación para el señor, pero no habitaciones pequeñas para un complicado arreglo doméstico; de esta manera, era similar a las torres de Corfe, Norwich y Portchester, todas en Inglaterra.
Arturo I, duque de Bretaña, era el sobrino adolescente del rey Juan de Inglaterra, y un pretendiente rival al trono de Inglaterra. Con el apoyo del rey Felipe II de Francia, Arturo se embarcó en una campaña en Normandía contra Juan en 1202, y Poitou se rebeló en apoyo de Arturo. El duque de Bretaña sitió a su abuela, Leonor de Aquitania, en el Castillo de Mirebeau. Juan marchó sobre Mirebeau, tomando a Arturo por sorpresa y capturándolo el 1 de agosto. Desde allí, Arturo fue trasladado a Falaise, donde fue encarcelado en la torre del castillo. Según el cronista contemporáneo Ralph de Coggeshall, Juan ordenó a dos de sus sirvientes mutilar al duque. Hugo de Burgh estaba a cargo de proteger a Arturo y se negó a permitir que fuera mutilado, pero desmoralizar a los partidarios de Arturo era anunciar su muerte. Las circunstancias de la muerte de Arturo no están claras, aunque probablemente murió en 1203.
Alrededor de 1207, después de haber conquistado Normandía, Felipe II Augusto ordenó la construcción de una nueva torre cilíndrica. Más tarde fue nombrada Torre Talbot (Tour Talbot) en honor al comandante inglés responsable de su reparación durante la Guerra de los Cien Años. Es una torre redonda alta, de diseño similar a las torres construidas en Gisors y el Louvre medieval.
La posesión del castillo cambió de manos varias veces durante la Guerra de los Cien Años. El castillo fue abandonado durante el siglo XVII.
Desde 1840, el Château de Falaise ha sido reconocido como monumento histórico por el Ministerio de Cultura francés. Un programa de restauración se llevó a cabo entre 1870 y 1874. El castillo sufrió debido al bombardeo durante la Segunda Guerra Mundial en la batalla por el bolsillo de Falaise en 1944, pero las tres fortalezas quedaron ilesas.