Montfaucon doit son nom et ses origines à la puissante famille seigneuriale des Montfaucon, qui, vers 1050, ont construit un château fort aux portes de Besançon : auparavant, le village n’existait pas. A mesure que la forteresse prend de l’importance, des maisons s’implantent à ses pieds et donnent naissance à un hameau, à son tour fortifié et appelé le Bourg de Montfaucon. La fondation d’une église paroissiale en 1311 consacre la réussite de cet ensemble château-bourg, dont l’apogée se situe aux XIVe-XVe siècles.

Le développement de l’artillerie et la réorganisation des pouvoirs politiques et économiques entre les mains des rois et de quelques princes, dont les Chalon-Arlay héritiers des Montfaucon, modifient la stratégie féodale : le château perd progressivement ses fonctions militaires (fin XVe s.) pour n’être plus qu’un centre domanial de gestion, avant d’être totalement délaissé (XVIIe s.). Cette lente mutation rejaillit sur le Bourg qui voit au début du XVIe s., quelques uns de ses habitants s’établir à l’emplacement de l’actuel village : ces premières maisons, appelées granges, donnent leur nom au nouvel hameau (Montfaucon-les-Granges), mieux situé et disposant de plus d’espace agricole, et amorcent un transfert progressif des habitants à leur profit.

Quand au milieu du XVIIIe s. se pose la question de la restauration de l’église primitive, les deux hameaux (Bourg et Granges) s’affrontent durant une trentaine d’années sur l’emplacement du nouvel édifice. Finalement les habitants des Granges, plus nombreux, l’emportent et la consécration de l’actuelle église en 1785 sonne le glas du Bourg, vidé peu à peu de ses occupants : en 1834 n’y existent plus que 5 maisons, la dernière étant abandonnée vers 1880.

Cette disparition est cependant compensée au XIXe s. par le développement de La Malate, qui, après avoir abrité une léproserie (ou maladrerie), puis des cabordes liées à l’essor du vignoble, voit s’implanter le long du Doubs quelques fermes et même une faïencerie. Après 1870 la construction des forts, qui abritent une garnison, redonnent momentanément à Montfaucon une vocation militaire, mais celle-ci ne résiste pas longtemps à l’évolution stratégique, puisqu’avant 1906, date de l’explosion du fort, la garnison a été transférée à Besançon.

C’est après la seconde guerre mondiale que s’opère la plus profonde mutation de Montfaucon : tandis que la révolution agricole fait disparaître progressivement la population paysanne,  l’essor économique de Besançon provoque un afflux démographique et donne à Montfaucon une nouvelle vocation, celle de village résidentiel.