Casalarreina aparece en los documentos con su antigua denominación, Naharruri, (Naharruri: “Villa de Navarro”. De nahar / nafar = “navarro”, más el componente (h)uri = “villa”. Naharruri es el antiguo nombre de Casalarreina, el cual según la tradición fue sustituido por el actual en tiempos de la reina católica, debido a que a sus habitantes les sonaba ya muy extraño el nombre de su propio pueblo. La documentación medieval acerca de la población es sumamente abundante, y salvo meros cambios ortográficos, suele ser muy similar en todos los ejemplos: Naharruri en 967, 1098, 1104, 1098, 1210, 1257, 1336 y 1488, Navarruri en 1156, Nafarruri en 1070, 1071 y 1199, Naharrori 1251, Naharrury 1324, Naharruly 1492, este último con el clásico fenómeno de disimilación -RR- + -R- > -RR- -L-.). y nombre con el que aparece en documentación de los siglos XII y XIII.
Casalarreina perteneció a los López de Haro que, en el siglo XII, lo donaron al monasterio cisterciense de Cañas. En el año 1404, en que fue vendido a censo enfiteutico a la villa de Haro, reservándose el monasterio el señorío directo sobre el lugar.
Al parecer, en los últimos años del siglo XV pasó a pertenecer a los Condes de Haro y Duques de Frías, pasando a denominarse “Casa de la Reina”. De esa época proviene una de las teorías sobre el nombre del municipio, la cual se basa en la estancia de la reina Juana la Loca en el palacio de los Condestables de Castilla, aunque en los últimos tiempos varios investigadores han abierto otras líneas de investigación sobre este aspecto, y hoy se imputa el actual nombre del municipio a la reina Isabel “La Católica” y a la relación de la nobleza con los Reyes Católicos.
Un hecho significativo e importante es que en 1524 el Papa Adriano VI (entonces todavía Adriano de Utrech) con motivo de su viaje a Roma para ser proclamado Papa, pues se encontraba en Castilla sofocando la revuelta comunera, asistió en Casalarreina a la inauguración del convento de la Dominicas de la Piedad, por invitación del Obispo de Calahorra, que había sufragado los gastos.
Será en 1671, cuando Casalarreina logró desgajarse de Haro y obtener la condición de lugar y villa independiente con el nombre oficial de Casalarreina.
Por su situación estratégica como zona de paso hacia Miranda de Ebro, Logroño, Burgos por Belorado, Haro y Santo Domingo de la Calzada; durante los siglos XVI, XVII y XVIII se construyeron caminos y carreteras, así como el puente de piedra sobre el río Oja en el siglo XIX.
En la década de 1820 a 1830, la Real Sociedad Económica de Amigos del País de La Rioja Castellana, costeó una obra pública de gran importancia: el puente de sillería sobre el río Oja (proyecto de Antonio Bolaño).
Casalarreina formó parte de la provincia de Burgos, hasta la formación de la de Logroño por Real Decreto de 30 de noviembre de 1833.
En la actualidad Casalarreina es uno de los municipios más pujantes de La Rioja Alta.