La costruzione delle fortificazioni medievali e di età moderna ha profondamente mutato l’aspetto di ampie porzioni dell’altura della Rocca. Si sono così distrutti i contesti archeologici che si trovano sulla sommità, oggi attestati dai numerosi frammenti di ceramica che si rinvengono sui pendii.
La più antica testimonianza rinvenuta, risalente al Neolitico (circa 7.000 anni fa), è il frammento di un anellone in pietra verde levigata. Questi manufatti, dall’uso ancora sconosciuto, erano realizzati da pietre delle Alpi piemontesi e diffusi in tutta Europa.
A partire dal 1300 a.C. sulla Rocca si insedia un abitato che probabilmente dura fino all’età romana: i numerosi frammenti ceramici sono databili dall’età del Bronzo recente (XIII secolo a.C.) al primo periodo della cultura di Golasecca (X-VII secolo a.C.), ma non mancano testimonianze dell’età della romanizzazione. Il controllo del territorio, posto tra i colli e il lago, di fronte ad Angera, rende strategicamente importante l’altura, che viene occupata quando cessa di vivere l’abitato perilacustre dei Lagoni di Mercurago.

I materiali sono conservati presso il Civico Museo Archeologico.

La Rocca, in età romana, doveva porsi solo come naturale baluardo a protezione dell’insediamento distribuito dalle sue pendici meridionali fino al lago. In quest’area infatti sono i numerosi rinvenimenti tombali effettuati nell’ambito del centro cittadino a dimostrare una stabile frequentazione almeno fin dal I secolo a.C. Solo in anni recenti è stata indagata una porzione di edificio residenziale nel parco di Villa Cortese che costituisce per ora l’unica vera testimonianza dell’abitato romano a corona del quale le necropoli si distribuivano.
La persistenza dell’insediamento nel corso dell’età tardoantica e altomedievale non è al momento supportata da validi riscontri archeologici se si esclude la casuale presenza di un corredo maschile longobardo in frazione Mercurago. Sempre ai piedi della Rocca si collocano, a partire dagli anni intorno al Mille, le fondazioni religiose, come il cenobio maschile dei SS. Gratiniano e Felino, come elemento di continuità insediativa più evidente.

Già nell’XI secolo la Rocca è una fortezza, arx, con scopi militari, e diviene anche il rifugio dei vescovi di Milano in fuga dalla città. Le prime notizie della Rocca si trovano in un documento dell’anno 999, che regolava uno scambio di terre tra l’abate del monastero di Arona e l’arcivescovo di Milano: tra i testimoni compare il nome di un tal Gisemondo, abitante sulla Rocca.
Alla fine del XII secolo la fortezza entra nella sfera di influenza dei potenti milanesi e viene rinforzata per contrastare gli attacchi delle città alleate a Federico Barbarossa.
La fortezza passa sotto il controllo dei signori di Milano, i Torriani, seguiti poi dai Visconti. Durante gli scontri tra le due famiglie per il potere su Milano, Ottone Visconti occupa la Rocca, che viene successivamente distrutta da un esercito dei Torriani. Dopo la vittoria dei Visconti nella battaglia di Desio del 1277, la Rocca viene ricostruita.

Nel 1439 il duca di Milano Filippo Maria Visconti concede in feudo a Vitaliano Borromeo Arona e la Rocca. Dopo pochi anni lo stesso Vitaliano diventa conte di Arona.
Inizia il consolidamento delle strutture difensive della città, a cominciare dalla Rocca. La fortezza viene dotata della terza cinta muraria e di una strada segreta, che la collega al nuovo porto militare, costruito negli stessi anni. La maggior parte dei ruderi visibili oggi sulla Rocca appartiene a questo periodo.
All’inizio del XVI secolo anche Arona viene coinvolta nel conflitto tra Francesi e Spagnoli per il predominio sull’Italia. Negli anni di governo spagnolo su Milano la Rocca subisce frequenti presidi militari spagnoli, inviati dal governatore per contrastare gli attacchi nemici. La fortezza viene colpita da ben sette fulmini che causano altrettante esplosioni alla polveriera.

Il 2 ottobre 1538, nella cosiddetta “Camera dei tre laghi” del castello, così chiamata per la vista di cui era possibile godere, nasce San Carlo Borromeo .
I resti della camera (posti tra il Salone delle Armi e la Porta del Soccorso) sono ancora visibili mentre gli arredi sono stati collocati in una cappella dietro all’altare della Chiesa di San Carlo Borromeo sull’omonimo colle.
Il santo nel 1573 ha dei contrasti con il governatore spagnolo di Milano: quest’ultimo ordina allora ai suoi soldati l’occupazione della Rocca, che ritornerà in mano ai Borromeo solo dopo alcuni anni.
La Rocca resta feudo dei Borromeo fino al 1797, quando vengono aboliti i diritti feudali sotto il dominio dei Savoia.

Arona accoglie favorevolmente le truppe napoleoniche nel 1798, al momento del loro arrivo in Italia, ma dopo pochi mesi la Rocca viene nuovamente occupata dalle truppe austriache, che sono costrette ad arrendersi definitivamente ai francesi nel giugno del 1800, dopo un assedio di una ventina di giorni.
Poche settimane dopo Bonaparte decide la distruzione totale della Rocca in quanto poteva costituire, in caso di occupazione da parte dei nemici, un ostacolo per il transito delle sue truppe. L’opera di demolizione mediante l’utilizzo di cariche esplosive dura per quasi un anno e avviene a spese della città e della provincia dell’Alto Novarese.
Il materiale ricavato sarà utilizzato per la massicciata della nuova strada del Sempione destina a unire Milano e Parigi.

Nel 1807 la Rocca torna a far parte dei possedimenti dei Borromeo, con la condizione “di non poter cambiare faccia del luogo”. Essi hanno però perso i diritti feudali su di essa.
Venuto meno il suo ruolo difensivo, la fortezza per anni viene mantenuta priva di vegetazione, per evitare di favorire i nascondigli di eventuali nemici. Si trasforma successivamente in un’area agricola basata soprattutto sulla coltivazione della vite e sull’allevamento bovino e suino. Utilizzo che dura circa fino agli anni Sessanta del XX secolo, poi l’area viene abbandonata, anche per la scarsa resa del terreno.
La Famiglia Borromeo nel 1970 ne concede l’utilizzo al Comune di Arona a condizione che l’area sia adibita a parco pubblico e così avviene sino al 2002.