Quarrata è il centro economico e amministrativo di un territorio di 46 km quadrati diviso in due aree geograficamente ben distinte: la prima, collinare, si estende sulle pendici nord-orientali del Monte Albano; la seconda, pianeggiante, coincide con la porzione centrale della Valle dell'Ombrone pistoiese.
Forse di origine romana, la prima menzione di Quarrata risale al 997 in un diploma di Ottone III. Appartenente in origine alla podesteria granducale di Tizzana, nel 1880 Quarrata divenne capoluogo del comune, che tuttavia continuò a intitolarsi a Tizzana fino al 1959.
In epoca preistorica il bacino intermontano di Firenze-Pistoia era occupato da una depressione lacustre chiusa a sud dai Colli Alti di Signa e al di là di questi dalla soglia rocciosa della Gonfolina. Questo bacino, la cui profondità massima si trovava nella zona fra Campi e Calenzano e la minima nell'attuale città di Firenze, si vuotò quasi interamente per effetto di lenti movimenti orogenetici e subì una graduale sedimentazione che determinò l'innalzamento del fondo del lago: in questo si aprirono l'alveo i corsi d'acqua che convergevano verso la pianura, e le acque residue trovarono il loro emissario nella zona di Signa verso l'Arno, attraverso lo stretto della Gonfolina. Il prosciugamento della pianura non fu però totale: all'inizio dell'epoca storica vaste zone erano ancora occupate da acque stagnanti, mentre le aree emerse erano soggette a continui impaludamenti e alluvioni.
A causa delle frequenti inondazioni e delle continue variazioni dei percorsi dei fiumi, specie del Torrente Stella, prima dei Romani la zona era scarsamente popolata: si ha testimonianza solo di piccole colonie di origine ligure presenti fino al II secolo a.C. sulle pendici selvose del Montalbano.
E' assai probabile che gli Etruschi, proprio in considerazione della morfologia del territorio, preferirono sistemarsi in villaggi pedecollinari, servendosi della pianura soltanto come via di passaggio e comunicazione. Del resto, il territorio era quasi certamente attraversato da un tracciato viario etrusco che collegava gli insediamenti di Comeana e Artimino sul Montalbano con le città etrusche di Misa (oggi Marzabotto) e Felsina (Bologna): tale percorso partiva da Artimino, superava Carmignano e Seano, attraversava Tizzana e, tagliando la pianura probabilmente da Cecina (tra le frazioni di Caseranana e Vignole) e da Castel d'Artimino (lungo la Via Montalese), risaliva la valle dell'Agna collegandosi con quella della Limentra per il passo di Spedaletto.
Sconfitti i Liguri, i Romani tracciarono lungo la pianura l'importante via Cassia-Clodia, che da Roma si spingeva fino a Firenze, Pistoia, Lucca e Luni: il percorso di questa antica strada è attualmente ricalcato nel tratto fra Prato e Pistoia dalla via Montalese. La stessa città di Pistoia (Pistoriae) sorse nella seconda metà del II sec. a.C. come stazione di tappa lungo questa strada consolare allo sbocco delle valli dell'Ombrone e della Brana, percorse da itinerari per l'Emilia e la Valle Padana già in epoca etrusca. Ma l'intervento che mutò radicalmente l'aspetto della pianura fiorentina e pistoiese e ne favorì il popolamento, fu l'opera di bonifica dei terreni acquitrinosi della media valle dell'Ombrone: essa fu il presupposto per un'intensa colonizzazione agraria che si sviluppò secondo lo schema della centuriazione, datata nel tardo I sec. a.C., con la lottizzazione della terra in appezzamenti di forma quadrata, le centurie.
Tracce della centuriazione sono riconoscibili ancora oggi ad est e sud-est di Pistoia, fino ad Agliana, e secondo Lucia Gai (1986) lo stesso toponimo "Quarrata" potrebbe derivare dall'aggettivo "quadrata", a cui era sottinteso un sostantivo come "mansio" o "statio": non diversamente da altri centri della pianura pistoiese, quindi, anche Quarrata sarebbe rientrata in questa opera di riorganizzazione territoriale e sarebbe stata un importante punto di raccordo viario.
L'opera di bonifica decadde progressivamente con la caduta dell'Impero romano; la popolazione dovette quindi lasciare la pianura, soggetta a continui allagamenti e tracimazioni (alla presenza di paludi e acquitrini fa pensare anche un toponimo quale Pantano), per rifugiarsi sulle pendici collinari. Il trasferimento in collina si accentuò nel VI secolo, quando il territorio pistoiese fu teatro di battaglie e saccheggi dovuti alla lunga guerra fra Goti e Bizantini e la popolazione cercò posizioni più difendibili. L'invasione longobarda causò quindi un nuovo sovvertimento nell'organizzazione agricola: tra il VI e l'VIII secolo sorsero, anche ad opera dei Longobardi, nuovi insediamenti nelle zone di collina e montagna prima ricoperte da boschi.
Tra il IX e il X secolo si affermò un'organizzazione del territorio per pievi e si consolidò il sistema feudale, al cui interno emersero due famiglie: i conti Cadolingi di Fucecchio e i Guidi. Famiglie minori, subordinate a queste due, si stabilirono a Tizzana, Vignole, Buriano e Montemagno. In ognuna di queste località fu edificato un castello, ma solo a Tizzana, forse per il ruolo da essa giocato nel sistema difensivo del Comune di Pistoia, ne sono rimasti dei segni evidenti. Il fenomeno dell'incastellamento si diffuse sia per la necessità di fortificare i villaggi minacciati delle scorrerie ungare nel corso del X secolo, sia per garantire un maggior controllo centralizzato del territorio e della popolazione. Esso non mutò la precedente forma di popolamento né modificò l'assetto territoriale dell'alto Medioevo, per cui tra il X e l'XI secolo il territorio pistoiese si caratterizzava per un tipo di insediamento rurale prevalentemente collinare.
Grazie allo sbarramento naturale della Gonfolina e alle sistemazioni idrauliche effettuate dal comune di Pistoia, che trasformarono nuovamente il territorio di pianura rendendolo più adatto agli insediamenti ed alle attività dell'uomo, nei secoli XI e XII queste terre registrarono una ripresa delle attività agricole e un certo incremento demografico: emersero in particolare i centri di Quarrata (sviluppatosi attorno alla pieve, documentata dal 998), Vignole, Tizzana e Montemagno (il cui castello e la chiesa di S. Giovanni ci sono noti dalla metà del XII secolo).
Fra il Tre e il Quattrocento, recuperati all'agricoltura i terreni di fondo valle, si svilupparono nuove e autonome unità di produzione (i poderi) e si diffuse la mezzadria. La produttività dei terreni bonificati richiamò capitali cittadini, tanto che gli Strozzi di Firenze risultano all'epoca essere creditori dei Comuni di Quarrata e Tizzana.
Nel XIV secolo Quarrata è documentata come capoluogo di una vasta comunità fortemente legata a Pistoia e in particolare alla famiglia pistoiese dei Taviani. I centri, amministrativamente autonomi, dipendendo da Pistoia per le scelte politiche, ne condivisero le alterne fortune. La crisi del sistema comunale pistoiese, che divenne inarrestabile nel XIV secolo, coinvolse in particolare quelli che sorgevano sul versante settentrionale di Montalbano, tra cui Tizzana, tanto che nel 1329 Firenze, riconquistata Pistoia, pretese, tra gli altri, il castello di Tizzana come pegno per i debiti di guerra.
Nel XIV e XV secolo Pistoia fu colpita da una serie di epidemie che ridussero notevolmente l'entità della popolazione; tra queste, la peste del 1348 fu la causa principale dello spopolamento delle campagne, che interessò anche Quarrata.
Nel corso del secolo Quarrata acquisì una certa importanza, finché nel 1402, insieme a Buriano, si costituì in comunità. Nello specifico, nel territorio di Quarrata si formarono cinque podesterie: Montemagno, Quarrata e Buriano, Castro e Conio, Tizzana e Vignole, che successivamente furono ridotte a tre: Tizzana, Montale, Serravalle-Larciano.
Nel Cinquecento si diffuse il sistema di fattoria, caratterizzato dal raggruppamento di poderi a cui sovrintendeva la villa-fattoria. Per la grande monumentalità si distingue Villa La Magia, di impianto cinque-seicentesco; con ammodernamenti risalenti al XVIII secolo sono Villa Corniolo e Villa Baldi; mentre saranno completamente ricostruite nell'Ottocento Villa Banchelli, la Costaglia e Villa Betti.
Nel Settecento il territorio amministrativo di Tizzana, rimasto fondamentalmente invariato dal XIV secolo, mutò profondamente il proprio assetto: per volontà del granduca Pietro Leopoldo di Lorena, infatti, venne perfezionata la bonifica delle zone pianeggianti e si incrementò il patrimonio di strade, che vennero adeguate al traffico rotabile; il sistema di fattoria, inoltre, portò un certo benessere economico e molte chiese furono rinnovate nelle strutture e negli arredi.
Nell'Ottocento l'assetto territoriale non subì sostanziali variazioni e l'agricoltura, prevalentemente grazie alla produzione di vino e olio, anche se in pianura erano abbondanti le colture di cereali, leguminose, lino e canapa, rimase il settore economico trainante.
Tra il XVI e il XIX secolo fu registrato un notevole aumento demografico: Quarrata cominciò ad affermarsi come centro più importante della comunità di Tizzana, la cui decadenza era iniziata dal periodo mediceo e lorenese per la perdita di importanza strategica e militare. Così, alla fine del XIX secolo, Quarrata prese il sopravvento sull'antico comune collinare e di fatto diventò capoluogo del Comune.
Nel 1932 vi venne inaugurato il palazzo municipale, anche se il comune continuava ad avere il nome di Tizzana: la denominazione è stata modificata solo nel 1959 con decreto del Presidente della Repubblica.
Nel 1969, con decreto del Presidente della Repubblica, è concesso al Comune di Quarrata il titolo di "Città".
Nel passato le principali risorse economiche del territorio provenivano dall'agricoltura: cereali, alberi da frutto e gelsi, ma soprattutto vite e olivo, colture tradizionali dal Medioevo; erano poi diffuse la filatura del lino a domicilio per il mercato pratese e la produzione di cappelli di paglia per l'esportazione.
La trasformazione di Quarrata da zona agricola a centro industriale ha inizio nel dopoguerra, quando la nascita di aziende operanti nel settore dei mobili tappezzati permette lo sviluppo del settore secondario. L'incremento maggiore si verificò nel manifatturiero, che tra gli anni '50 e '70 vide triplicare le unità locali e quasi quintuplicare gli addetti.
La produzione del mobile a Quarrata era nata negli anni Venti con la ditta Lenzi. I primi modelli prodotti furono una serie di "ottomane" di pregevole lavorazione artigianale, caratterizzate dal gusto dei particolari, sia negli intarsi ornamentali che nella scelta dei tessuti.
Attualmente Quarrata è un importante polo industriale soprattutto nel settore tessile, del mobilio, delle confezioni e della maglieria.
L'industria tessile, che sotto forma di tessitura per conto terzi dipende strettamente da Prato, comprende numerose aziende per le lavorazioni ausiliarie (orditura, ritorcitura, garzatura); il settore del mobilio riguarda quasi esclusivamente la produzione e la commercializzazione di mobili imbottiti e foderati (costruzione di telai per poltrone e divani e loro rivestimento), ma parallela a questa si è recentemente affermata la lavorazione della gomma e delle resine espanse per le imbottiture; la confezione e il ricamo della biancheria (ormai raramente effettuata secondo la tecnica del ricamo a filet, introdotta a Quarrata tra Otto e Novecento dalla contessa Gabriella Spalletti). A livello industriale hanno un certo rilievo anche le costruzioni meccaniche, mentre in agricoltura permangono la coltivazione della vite e dell'olivo; di pari rilievo è l'allevamento dei suini.
Lo stemma di Quarrata ha scudo con fondo nero (caratteristica rara) e fascia a scacchi rossi e argento disposti su due file, secondo quanto previsto dal Decreto del Capo del Governo del 26 ottobre 1928.
Gli scacchi posti trasversalmente ricordano, anche nei colori, l'antica soggezione del territorio al potere di Pistoia.