Primele izvoare istorice referitoare la cetatea Devei datează din a doua jumătate a secolului al XIII-lea. Prin documentul emis de „regele cel tânăr” (moştenitorul tronului) Ştefan al V-lea (1270–1272) în 1269 acesta îl răsplătea pe unul dintre credincioşii săi pentru vitejia sa demonstrată atât în bătălia de „sub cetatea Devei”, cât şi după aceea, la asediul cetăţii Codlea (1266). Aceasta este cea mai veche menţiune a cetăţii, din care reiese că fortificaţia exista cu siguranţă încă dinaintea evenimentelor pomenite, adică dinaintea anului 1266. Conform cunoştinţelor noastre actuale, cetatea fusese întemeiată de regele Béla al IV-lea al Ungariei (1235–1270), tatăl lui Ştefan V. După distrugerile mongole din 1241 acesta a dispus construcţia unui întreg şir de cetăţi regale menite să împiedice pe viitor eventualele atacuri asemănătoare. Se consideră aşadar că ridicarea fortificaţiilor Devei ar fi debutat imediat după retragerea invadatorilor mongoli. Din secolul al XIII-lea trebuie să dateze clădirea reprezentativă, aflată pe latura sudică a incintei.

Cetatea a îndeplinit, se pare de la bun început, un rol dublu: punct fortificat, care veghea valea Mureşului, respectiv reşedinţă feudală. În perioada Regatului Ungar medieval (ante 1541) cetatea a rămas, cu anumite întreruperi, în posesia regalităţii şi servea drept reşedinţă voievodului Transilvaniei. În preajma anului 1444 regele Vladislav I (1440–1444) a dăruit-o lui Iancu de Hunedoara. Aceasta a rămas se pare în posesia Corvineştilor până la începutul secolului al XVI-lea. O inscripţie din 1511, consemnată odinioară pe latura nordică a cetăţii, pare să indice o refacere care a avut loc în perioada voievodului Transilvaniei Ioan Zápolya (1510–1526). În secolul XVI Deva s-a transformat într-o cetate de graniţă menită să supravegheze calea posibilelor atacuri turceşti către interiorul Transilvaniei: dinspre Timişoara şi Lipova ei puteau să înainteze de-a lungul culoarului Mureşului, iar un alt drum practicabil, care ajungea tot la Deva, lega Ţara Românească cu Ţara Haţegului prin Pasul Vulcan. Organizarea apărării acestei frontiere a început încă în vremea generalului Castaldo, care la instalarea sa în cetate, în 1551, a găsit-o în paragină, fără armament suficient. Dieta Transilvaniei a dispus prin urmare fortificarea Devei şi a castelelor de la Ilia şi Brănişca. Printre căpitanii cetăţii care au avut un rol important în istoria cetăţii aflată sub dominaţie habsburgică (1551–1556) îi menţionăm pe Paulus Bánk (1552–1553), şi pe Dominic Dobó (1553–1556), fratele şi vicevoievodul voievodului Ştefan Dobó – apărătorul victorios din 1552 al cetăţii din Eger împotriva turcilor. În perioada 1564–1567 italianul Giovann´ Andrea Gromo, un cunoscător în domeniul arhitecturii militare, a considerat şi a consemnat că cetatea este inexpugnabilă.

În 1579 a fost întemniţat în cetatea Devei Francisc Dávid (1520?–1579) – predicatorul protestant şi episcopul întemeietor al Bisericii Reformate, ulterior şi al Bisericii Unitariene din Transilvania – unde a şi murit în acelaşi an. În 1581 Cristofor Báthory († 1581) i-a încredinţat domeniul rudei sale, Francisc Geszthy († 1595), căpitan suprem al Devei până în 1594 şi comandantul general al armatei transilvănene între 1593 şi 1594. Construcţiile sale din cetate sunt atestate de izvoarele scrise, din păcate însă nu cunoaştem nici un detaliu concret în legătură cu acestea. O inscripţie, dispărută între timp, cuprindea textul: „FRANCISCVS GEZTI DE EADEM GEZD 1582”.

În istoria cetăţii secolul al XVII-lea a fost marcat de stăpânirea familiilor princiare: Gabriel Bethlen a dobândit vremelnic domeniul Devei în 1608, iar în 1614, după ce devenise principe, importantul domeniu a fost donat soţiei sale, Susana Károlyi († 1622). După stingerea din viaţă a principesei cetatea a intrat în posesia nepotului său de frate, contele Ştefan Bethlen c. T. († 1632). După moartea prematură a acestuia văduva sa, Maria Széchy a rămas beneficiara veniturilor domeniului până în 1640, când l-a vândut lui Gheorghe Rákóczi I. Conform izvoarelor istorice acesta a construit un bastion nou pe latura estică a cetăţii şi a dispus săparea unei fântâni în incinta acesteia. În perioada următoare cetatea a rămas în posesia principilor Transilvaniei. În urma tratatului de la Blaj, începând din toamna anului 1687 în cetatea de la Deva s-a instalat o garnizoană a armatei imperiale. Această situaţie s-a legalizat odată cu emiterea Diplomei Leopoldine (1691) şi din acel moment s-a desprins soarta domeniului de cea a cetăţii. Domeniul fiscal din Deva a rămas în proprietatea statului, iar cetatea, ca o entitate separată, a fost administrată de autorităţile militare ale Transilvaniei.

După pacea de la Satu Mare, care a pus capăt mişcării pentru independenţă condusă de Francisc Rákóczi al II-lea, în anul 1712 Giovanni Morando Visconti a elaborat un releveu şi o propunere de fortificare pentru cetatea Devei. Remarcăm că fortificaţiile medievale – „palatul”, zwingerul cu aşa-numitul „Bastion Bethlen” şi incinta exterioară cu poarta inferioară – fuseseră întărite, probabil imediat după instalarea garnizoanei imperiale, cu un val de pământ, dotat cu terase de tragere. Proiectul redactat de Visconti prevedea extinderea acestor lucrări exterioare de fortificare mai ales spre latura estică. Faza următoare a evoluţiei cetăţii este reflectată de harta generalului Ulisses Brovne/Brown zu Montani din 1751, care reprezintă la poalele cetăţii medievale o fortificaţie complexă de pământ iniţiată încă de generalul Stephan Steinville († 1720) realizată în cursul primei jumătăţi a secolului al XVIII-lea, care purta denumirea de „Şanţ”. Fortificaţiile erau legate printr-o reţea de şanţuri de comunicare protejate de valuri de apărare de inelul de fortificaţii exterioare al cetăţii.

În paralel cu extinderea lucrărilor de fortificare noii stăpâni s-au îngrijit şi de reparaţia clădirilor cetăţii medievale. Generalul Steinville a construit cisterna de lângă palat care aduna apa pluvială prin acoperişurile într-o singură apă şi jgheaburile acestora. Clădirea purta inscripţia constructorului (1719):

Me aedificat Steinville, illis ut porrigam undam,
Vincere qui cupiunt turcas, arcemque tueri,
Fortiter indomitos quoque debellare rebelles. (Mă construieşte Steinville, ca să le ofer apă, celor ce vor să-i învingă pe turci, să apere cetatea cu vitejie şi să înfrunte rebelii cumpliţi.)

O altă inscripţie, mai târzie, a generalului Ulisses Brovne se afla în preajma inscripţiei lui Geszthy, şi se referea la reparaţii întreprinse pe la mijlocul secolului al XVIII-lea:
QVae teMpora DestrVXerVNT VLIsses TransILVaniae GeneraLIs soLertIa restaVraVit. (Ceea ce s-a distrus în timp a fost reconstruit de către Ulisses, comandantul Transilvaniei). Literele capitale din text constituie un cronostih cu anul 1751.

În timpul răscoalei conduse de Horia, Cloşca şi Crişan (1784) nobilimea maghiară din împrejurimi s-a refugiat în cetate.În 1800 la propunerea comandantului militar al Transilvaniei, contele Mitrowsky, cetatea care nu mai corespundea cerinţelor militare moderne şi-a pierdut rolul militar. În urma acestui fapt tâmplăria cetăţii –porţile, uşile, tocurile ferestrelor– au fost scoase la licitaţie, cumpărate şi demontate. Împăratul Francisc I şi soţia sa, impresionaţi cu prilejul călătoriei lor prin Transilvania în 1817 de imaginea romantică a cetăţii, au dispus acordarea unei subvenţii anuale importante pentru refacerea cetăţii. Din această sumă până în 1830 cetatea a fost reparată, în amintirea renovării fiind amplasată o placă inscripţionată deasupra uneia dintre porţi (1829).

În cursul revoluţiei din 1848–1849 cetatea a fost ocupată de armata maghiară. Din neglijenţă probabil, la 12 august 1849, magazia de pulbere a cetăţii a explodat, provocând distrugeri grave mai ales în jumătatea estică a ansamblului. În 1896 cetatea a fost achiziţionată de Societatea de Istorie, Arheologie şi Ştiinţele Naturii din Comitatul Hunedoara (Hunyad Megyei Történelmi, Régészeti és Természettudományi Társulat) sub coordonarea căreia s-au amenajat în perioada următoare aleile de acces spre cetate, şi s-a împădurit Dealul Cetăţii. Ultima renovare de proporţii a avut loc în anii 1950, cu ocazia cărora s-au conservat ruinele şi s-a facilitat accesul la cetate. De câţiva ani a demarat un program amplu de reabilitare a cetăţii, şantierul lucrărilor a fost însă întrerupt brusc în 2008 din cauza problemelor financiare.