Il territorio carmignanese fu interessato dalla presenza etrusca. I ritrovamenti fatti in varie campagne di scavi nella frazione di Comeana, sul crinale del Montalbano e soprattutto in località Artimino, indicano che l’area fu interessata dall’espansione etrusca a nord dell’Arno, in relazione probabilmente a percorsi collinari passanti per il Montalbano destinati al collegamento tra la Toscana a sud dell’Arno e i passi appenninici. Circa l’epoca romana, a parte il permanere dell’insediamento urbano di Artimino (documentato fino all’epoca ellenistica e romana), fanno testimonianza i toponimi di origine prediale presenti sul territorio (come lo stesso “Carmignano”).

La prima fonte che ci fornisce notizie sull’organizzazione territoriale dell’altomedioevo è il diploma di Ottone III del 998 che individua Artimino e Seano come pievi della Diocesi di Pistoia. Nell’XI secolo troviamo documentati invece i castelli di Artimino e Carmignano. Fino al XIII secolo è probabile che non esistesse un particolare ruolo dominante di Carmignano che doveva dividere con Artimino, Bacchereto e Tizzana il ruolo di fortificazione posta lungo una precisa linea difensiva del Montalbano, avamposto di Pistoia verso l’Arno. Comunque nel XIII e XIV secolo l’attuale territorio di Carmignano era diviso tra due autonomi comuni rurali con propri statuti e propri confini, Artimino e Carmignano, inizialmente appartenenti al contado pistoiese, di cui costituivano due capisaldi del sistema difensivo, e dopo alterne vicende passati sotto il dominio fiorentino. Il territorio carmignanese fu infatti oggetto di un’aspra contesa tra Pistoia e Firenze che, sul volgere del XIV secolo, ebbe definitivamente il sopravvento dopo aver rischiato di soccombere sotto i colpi di Castruccio Castracani, che guerreggiò a lungo nell’area del Montalbano per contendere a Firenze un territorio così importante per il controllo di una vasta area.

Nel XIV secolo, l’area carmignanese, ormai assoggettata a Firenze, entrò nell’orbita economica pratese. Tra il XV e XVI secolo la famiglia Medici con Cosimo il Vecchio e Lorenzo il Magnifico acquistò vaste aree soprattutto nella zona di Poggio a Caiano, dove verrà edificata la sontuosa dimora ora conosciuta come Villa medicea. Poi a partire da Cosimo I, l’interesse dei Granduchi, sempre di casa Medici, si estese anche ai rilievi carmignanesi, fino alla costruzione dell’altra Villa di Artimino ed alla costituzione della bandita del Barco reale su gran parte del territorio del Montalbano.

Il castello di Carmignano, stretto sull’altura dell’attuale Rocca, con il passare del tempo si spopolò ed il borgo si espanse sul pendio sud.

Lo stemma e il gonfalone sono stati concessi con D.P.R. del 23 giugno 1983.

La figura del leone ricorda Musciatto Franzesi al quale Carlo di Valois donò il castello e la rocca di Carmignano, all’inizio del XIV secolo. Lo stemma di Musciatto divenne l’emblema del paese; in seguito la fascia rossa che attraversa il leone fu concessa dai fiorentini al popolo di Carmignano quando il castello ritornò nuovamente sotto il dominio della Repubblica.