Castelpetroso sorge sulla vetta di un colle a 872 m. s.l.m., a cavallo delle valli di Bojano e Carpinone.
L’attuale centro abitato del paese è identificabile con il “Colle Petroso”, nome che s’incontra per la prima volta in un documento del 9 maggio 964, in cui il Principe Pandolfo Capodiferro assegna i confini della contea di Isernia e ne delimita il confine ad Est, a Colle Petroso.
Le origini dell’insediamento risalgono probabilmente all’età longobarda, ma solo in epoca angioina i documenti attribuiscono Castrum Petrosum ai possedimenti della famiglia d’Alneto. Si sa poi che tra il ‘300 ed il ‘600 conobbe la signoria dei conti di Isernia, dei Pandone di Venafro, degli Storrente di Gaeta, dei Caracciolo, dei Paolucci e dei Rossi, già noti come de Rubeis, che vi dominarono fino alla fine della feudalità.
All’inizio del secolo scorso fu capoluogo di governo, ma perse otto anni più tardi tale blasone a vantaggio di Carpinone.