Existen leyendas que nos hablan de un incierto origen romano, aunque en realidad Pastrana se funda en el siglo XIII bajo la Orden de Calatrava, en tiempos de la repoblación cristiana de la comarca de la Alcarria. De esa pequeña aldea medieval destaca su primera iglesia y su muralla del siglo XIV. En 1369 obtuvo el privilegio de Villa de manos del rey Enrique II de Castilla, consiguiendo así su independencia jurisdiccional. Dos siglos más tarde, en 1541, fue Pastrana enajenada de la Orden de Calatrava, para ser vendida por el rey Carlos I a la condesa de Mélito y abuela de la princesa de Éboli, Ana de la Cerda. Sabiendo la Villa de la pérdida de su autogobierno, el Concejo intentó comprarse a sí misma. Pastrana pasaba de Villa de realengo a Villa de señorío, iniciando la nueva señora de Pastrana la construcción de su Palacio en 1542.
La Villa fue heredada por el hijo de la condesa de Mélito, Gastón de la Cerda y fue el hijo de este, Iñigo de Mendoza y de la Cerda quien, en 1569, cansada ya la familia de los interminables pleitos con el Concejo, vendería la Villa a Ruy Gómez de Silva, secretario de Felipe II, casado con Ana de Mendoza y de la Cerda, futuros duques de Pastrana y príncipes de Éboli. Con los nuevos propietarios, Pastrana comienza un enriquecimiento y crecimiento propio de su condición como cabeza de los Estados de su ducado. El mismo año de 1569, los príncipes acogieron en su propio Palacio a Santa Teresa de Jesús que había llegado a la Villa, llamada para fundar dos conventos carmelitas: el convento de San José y el convento de San Pedro. La primitiva iglesia es ahora cuando no solo sigue ampliándose en tamaño, sino en importancia, convirtiéndose en colegiata y atesorando numerosas obras artísticas bajo el patrocinio de la Casa Ducal. Uno de los hechos que más hicieron crecer la Villa fue la llegada a Pastrana, traído por Ruy Gómez de Silva, de un grupo de familias moriscas de las Alpujarras para trabajar en la recién creada y próspera industria sedera y tapicera que en el nuevo barrio del Albaicín se estableció.
En 1573, tras la muerte del duque Ruy Gómez, su viuda la princesa de Éboli abandonó sus obligaciones nobiliarias y maternales e ingresó en la clausura del convento, todavía en fundación de San José, lo que provocó la salida apresurada de la comunidad carmelita y el llamamiento del propio Felipe II a que retomara sus obligaciones y se pusiera al frente de la Casa Ducal. Fray Pedro González de Mendoza, hijo de los duques, continuaría la labor de engrandecimiento de Pastrana, reedificando la colegiata y convirtiéndola en el templo funerario de la familia que es hoy en día.
Los sucesivos duques de Pastrana, ya establecidos en Madrid, fueron paulatinamente distanciándose de la Villa, aunque eso no impidió que se mantuvieran las manufacturas textiles al amparo de la Casa Ducal o que la colegiata fuera ricamente dotada de los tapices góticos-flamencos de Alfonso V de Portugal de manos del cuarto duque. Desde finales del siglo XVII Pastrana perdió esa importancia y época dorada como cabeza del Estado de una de las ramas de la familia Mendoza, pero hasta la actualidad ha sabido mantenerse como epicentro de la comarca de la Alcarria, siendo un referente histórico, cultural y patrimonial; en 1966 se declaró Pastrana Conjunto Histórico-artístico.