Plusieurs dolmens de l’époque néolithique ainsi que des exploitations minières de plomb argentifère, d’or et de cuivre attestent de l’ancienneté de l’habitat dans la vallée.
Alzon est un important point de passage de la voie reliant la plaine languedocienne au Rouergue et dès le 11e siècle, des moines bénédictins y édifient un prieuré autour duquel viennent s’installer les populations locales. Au moyen-âge, la seigneurie d’Alzon relève du Prieur bénédictin et du baron de Roquefeuil. Le village est défendu par un fort qui avoisine l’église et qui soutient plusieurs sièges lors des guerres de religion.
Le village est pris en septembre 1573 par les soldats catholiques et par d’autres – mais protestants – l’année suivante. En 1627, il est encore une fois investi par les troupes du duc de Rohan après 20 jours de siège. En 1704, les camisards tentent de soulever le bourg, mais sans succès.
Des siècles durant, les cortèges de pénitents cagoulés rythment la vie religieuse locale. Sous l’ancien régime, le village compte trois confréries ; la plus récente est celle des pénitents blancs érigée par l’évêque d’Alès le 9 décembre 1716. Elle s’ajoute à deux autres plus anciennes, celle du Saint-Sacrement et du Rosaire. Elles partagent le village et les familles. La dernière confrérie disparait dans les années 1870.
Aux 18e et 19e siècles, le développement du commerce du fil à soie et la tenue de foires importantes au Vigan, permettent à Alzon de bénéficier de revenus importants en taxes et impôts sur la marchandise. C’est un village d’étape comptant plusieurs auberges. Jusqu’en 1903, le lait de brebis du Causse est porté aux laiteries du Luc ou bien d’Alzon, après cette date, la première laiterie de Roquefort est ouverte.
L’arboretum de Cazebonne est créé en 1903 autour de l’ancien hameau du même nom par le service de reboisement des Eaux et Forêts dans un but d’expérimentation. Situé à faible altitude (700 m), il présente sur 4 hectares plusieurs essences remarquables : douglas, séquoia, ginkgo biloba, araucaria du Chili, sapin d’Algérie…
Le 15 août 1944, une colonne allemande, en retraite depuis Toulouse est attaquée par le maquis Aigoual-Cévennes au tunnel d’Alzon qui est très endommagé à cette occasion.