Situé au carrefour des voies romaines reliant le Rhône au Rhin et Dijon à la Suisse, Arc et Senans recèle de nombreux vestiges gallo-romains, burgondes et mérovingiens.

Le village d'ARCUM est cité depuis 1049. Au moyen-âge, ARC-EN-VALLOYE (Arc en Val de Loue) et SONANS sont protégés par deux maisons-fortes : Roche-sur-Loue, à l'Est, Château-Rouillaud (incendié en 1638) à l'Ouest. Les seigneuries de Roche-sur-Loue et de Château-Rouillaud régentent les terres des deux villages et des hameaux : Moulin-Billerey, le Defois, le Vernois, Roche-sur-Loue, Moulin-Toussaint, la Vieille Barque, Moulin-Brûlé. En 1593, on compte 109 "feux", soit environ 500 personnes qui vivent de l'agriculture et de la forêt.

Arc et Senans est soumis aux comtes de Salins, vassaux des comtes de Bourgogne, puis des Habsbourg et donc inclus dans l'empire espagnol de Charles-Quint jusqu'en 1678, lorsque la Franche-Comté est définitivement rattachée à la Couronne de France par le traité de Nimègue. En 1745, la population est passée à 150 "feux", soit 720 personnes, 64 maisons et 57 charrues pour la culture.

Il n'y a pas de sel dans le sous-sol d'Arc et Senans. C'est l'immense ressource en bois de chauffage de la forêt de Chaux qui a déterminé le choix de cet emplacement pour édifier la SALINE D'ARC en 1775. Le premier quintal de sel sort de l'usine en 1779.

Cette activité industrielle a une incidence importante sur la population, jusqu'alors agricole, qui va en grande partie se consacrer aux travaux en forêt, au transport du bois et du sel. De 1789 à 1793 elle passe, grâce à l'activité de la Saline, de 1000 à 1200 habitants et atteint son maximum de 1600 habitants en 1836.

Le marquis de Grammont achète le domaine de Roche en 1756 et transforme la vieille forteresse en un château élégant. Au cours du XIXème siècle, l'industrie se développe. Roche-sur-Loue devient un centre d'activités important : laiterie, porcherie, scierie, menuiserie... Le village est desservi par le chemin de fer. Il existe alors, à Arc et Senans, plusieurs hôtels et cabarets.

En 1923, la société suisse des Limes de Vallorbe installe une fabrique le long de l'avenue des Salines, amorce de la zone industrielle aujourd'hui en plein développement.

Le département du Doubs rachète la Saline à l'abandon en 1927. Par des restaurations successives, elle retrouve son caractère de monument historique majeur, essentiel dans le développement touristique régional.