Neolítico
Aunque los primeros poblados conocidos son de la Edad de Cobre (2.000 a.C), los restos más antiguos son unas cerámicas del Neolítico, de aproximadamente unos 3.000 años a C, siendo, la mayoría de los restos arqueológicos hallados en el Parque y las pinturas rupestres encontradas por todo el cañón, correspondientes al denominado arte rupestre esquemático, de la Edad del Bronce (hacia el 1.000 a.C.).
Romanos
Tras los celtíberos, la zona fue ocupada por los romanos, que dejaron su huella en forma de puentes y calzadas de los que aún se conservan restos como la calzada romana que se puede ver a las afueras de Sepúlveda, parte del puente de Picazos, y el puente de Talcano, situado en las cercanías de la antigua Fábrica de la Luz.
Visigodos
Posteriormente la comarca fue habitada por los visigodos. De esta época datan algunos pequeños santuarios que se encuentran por todo el cañón, asociados a una tradición de eremitas, como lo fue San Frutos, que se mantuvo durante siglos. Su manifestación más notable es la Cueva de los Siete Altares.
Árabes
Aunque la dominación árabe duró varios siglos (del s.XIII al X), no hay muchos restos de esa época en la zona, siendo los más destacables algunos tramos de la muralla de Sepúlveda.
La incorporación definitiva a Castilla de la villa de Sepúlveda se produjo en el año 1.010 y en los siglos siguientes tuvo mucha importancia, tal y como prueba su rico patrimonio.
De esa época son alguna de las principales construcciones religiosas románicas de la zona. La más conocida es el Priorato benedictino de San Frutos, levantado en el siglo XI sobre el espolón rocoso de una de las hoces más espectaculares del río.
En otra de la hoces del río se encuentran las ruinas del Monasterio de Nuestra Señora de los Ángeles de la Hoz, que ocuparon los franciscanos desde 1.231 hasta 1.835. Otros restos de interés son las ruinas de San Julián, situadas al borde del cañón.
Actividades tradicionales y patrimonio etnográfico
Además del rico patrimonio histórico-artístico, tienen gran interés en el Parque otras muestras de la actividad humana a lo largo del tiempo. Es el caso de las numerosas construcciones rurales tradicionales que se pueden encontrar por todo el Parque, ligadas en su gran mayoría a la actividad ganadera, especialmente pastoreo extensivo de ovino, que se ha venido desarrollando en la zona.
De la actividad resinera desarrollada en la zona, aún pueden encontrarse algunos árboles resinados, potes donde se recogía la resina y refugios de resineros. La agricultura tuvo importancia en el fondo del cañón y aún se conservan algunos de los cercados de piedra que delimitaban las huertas. Otra actividad tradicional es el aprovechamiento de la roca caliza, en concreto, la famosa piedra rosa de Sepúlveda.
Otras construcciones de interés son los palomares, los molinos, las pequeñas presas productoras de energía eléctrica, como la Fábrica de la Luz en las cercanías de Sepúlveda o la Presa de la Molinilla, aguas abajo del Puente de Villaseca.
Fiestas, tradiciones y gastronomía
Dentro del Parque Natural, se celebra el 25 de octubre la Romería de San Frutos, una antigua tradición con mucho arraigo entre la población local. A dicho Santo, muy venerado en toda la provincia de Segovia, la leyenda atribuye múltiples milagros.
Otras festividades destacables son: San Blas (en febrero) y la Asunción y San Roque (ambas en agosto) en Carrascal del Río; el Patrocinio de San José (marzo), la Magdalena (julio) y San Miguel (septiembre) en Sebúlcor; y la Semana Santa, San Bartola, con sus diablillos y encierros (agosto) o la Virgen de la Peña (septiembre) en Sepúlveda.
Otro importante atractivo turístico de la comarca en la que está enclavado el Parque Natural es la gastronomía, en la que destacan los apreciados asados de cordero.