El yacimiento más antiguo es el del Barranco de Monreal, de entre el 1800 adC y el 1500 adC.

Del bronce medio es el yacimiento de Punta Farisa, destruido en parte en la construcción de un camino. También son del bronce medio los inicios del yacimiento de Masada del Ratón, cercano al anterior. En ambos han aparecido cerámicas, elementos líticos y moldes de fundición para hachas y puntas de flecha.

Del bronce final son las capas superiores del yacimiento de Masada del Ratón, el yacimiento de Zafranales, a pocos metros del casco urbano y el de El Puntal, poblado en alto que se extiende por la ladera desde el que se domina la llanura de la Litera. Los restos de cerámica relacionan los asentamientos con la cultura de los Campos de Urnas.

Los musulmanes crearon en las tierras del valle una red de regadío que daba a la ciudad su huerta, su riqueza y su renombre. Citando a Kitab ar-Rawd al-Mitar, está situada Fraga sobre el río de los olivos (Nahr al Zaitun) y bien construida. Se halla provista de una fortaleza bien defendida e inaccesible y rodeada de numerosos jardines que no tienen comparación.

A partir de la caída del Califato de Córdoba en 1010, Fraga pasó a depender de Zaragoza, Lérida o Huesca, según la suerte del reino taifa de turno. Ya en el siglo XI, llegaron Sancho Ramírez y Pedro I a las cercanías de la ciudad. Monzón cayó en 1089 y Zaidín en 1092. A partir de ese momento, Fraga pasaría a ser zona fronteriza de resistencia contra los cristianos, lo que le permitió formar durante unos pocos años su propio taifa. Fraga y Lérida caerán en manos cristianas el 24 de octubre de 1149. En el momento de la conquista, parece que Fraga era un distrito inferior del amal de Lérida, que pertenecía al reino taifa de Zaragoza.

Tras la conquista de Lérida, el obispado de Roda-Barbastro se traslada a Lérida, pasando a llamarse Lérida-Roda durante un tiempo. Así, todos los territorios que dependían del obispo de Roda, además de las nuevas conquistas como Fraga, pasan a depender eclesiásticamente de Lérida en 1149. La situación se mantuvo hasta 1995, en que las parroquias aragonesas pasan a depender también de diócesis aragonesas, en el caso de Fraga del obispado de Barbastro-Monzón. Este cambio ha llevado a una polémica por la entrega a los obispados correspondientesde las obras de arte de las parroquias aragonesas que se encuentran en el Museo Diocesano de Lérida.

La expulsión de los moriscos de 1610 tuvo un gran impacto en la economía fragatina. Durante 800 años los moriscos habían sido una parte muy importante de la población. La expulsión coincide con la llegada de los monjes trinitarios en 1550 y la Orden de San Agustín en 1615.

Felipe IV se asentó en la villa durante la Guerra de los Segadores o dels Segadors en catalán. En esta ocasión lo acompañaría Velázquez, que pintaría dos cuadros durante la estancia, un retrato del rey y un retrato del bufón de la corte, cuadro denominado habitualmente "El Primo".

Los títulos de "ciudad" (1709), "vencedora y fidelísima" (1710) le fueron concedidos a la villa por el rey Felipe V, por haberle sido fiel durante la Guerra de Sucesión. Felipe V también concedió dos ferias francas en 1710.

Fraga fue saqueada en diversas ocasiones, entre otras en 1642 durante la Guerra de los Segadores, en la Guerra de Sucesión, en la Guerra de la Independencia y durante la Guerra Civil.

Durante la Guerra Civil, bajo el gobierno de un comité de la CNT-FAI, se impuso un régimen de comunismo libertario en el que se colectivizaron todos los bienes, tierras y servicios y se abolió el dinero. En esa época también se fundó una Casa de los Ancianos para ancianos pobres y sin familia, muchos de los cuales se habían acercado a Fraga desde lugares cercanos.