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Das Kontrafagott ist ein baulich um das Doppelte verlängertes Fagott. Der Aufbau beider Instrumente ist in einigen Teilen ähnlich, wobei beim heutigen Kontrafagott die Röhre mehrfach geknickt und nebeneinandergelegt ist. Zudem sind alle Instrumententeile durch Holz- oder Metallbögen fest miteinander verbunden und können nicht, wie bei Fagotten, in Einzelteile zerlegt werden. Hierfür ist unter anderem die Klappenmechanik verantwortlich, die sich beim Kontrafagott über den gesamten Instrumentenkorpus verteilt.

Lediglich das Schallstück, der Becher, ist abnehmbar. Durch einen Wechsel dieses Bechers kann der Musiker zwischen Kontra-C, Subkontra-B oder Subkontra-A als tiefsten Ton wählen. Zudem gibt es beim Kontrafagott zwei Varianten des A-Bogens. Die frühere Bauweise, bei der der sogenannte A Bogen mit dem Becher nach oben hinausragt, ermöglicht zwar eine bessere Klangabstrahlung, hindert den Spieler jedoch in seiner Sicht auf den Dirigenten. Die heute übliche Bauweise zeichnet sich dadurch aus, dass der Becher mit dem angeschlossenen B-Bogen weit nach unten gezogen wird und fast bis zur rechten Hand reicht.

Der S-Bogen des Kontrafagotts, der etwas größer ist als beim Fagott, wird schließlich in das Groß-S gesteckt. Dies ist das Verbindungsstück, das S-Bogen und erste Röhre miteinander verbindet. Am S-Bogen wird dann das Doppelrohrblatt befestigt, das üblicherweise aus Pfahlrohr, einer Schilfart, besteht.

Das Kontrafagott wird aufgrund seiner Größe und seines Gewichts heute ausschließlich im Sitzen gespielt. Wie beim Fagott wird der Ton beim Spielen durch das Doppelrohrblatt erzeugt. Hierbei bringt die Luft, die in das Doppelrohrblatt geblasen wird, die beiden Rohrblätter in Bewegung. Dies führt dazu, dass die Luftsäule innerhalb des Instruments, die beim Kontrafagott deutlich länger ist als beim Fagott, zu schwingen beginnt. Durch die einzelnen Tonlöcher, die beim Spielen mit Hilfe von Klappen abgedeckt werden, kann die Länge der schwingenden Luftsäule reguliert und somit die Tonhöhe variiert werden. Die Griffweise beim Kontrafagott entspricht der des Fagotts.

Das Kontrafagott klingt eine Oktave tiefer als das Fagott und verfügt über einen dunklen, üppig-sonoren und tragenden Ton. In der Höhe werden die Töne zunehmen heller und härter. Aufgrund dieser Klangeigenschaften eignet sich das Kontrafagott insbesondere für ernste und düstere Passagen.

Das Kontrafagott galt lange Zeit als Sorgenkind der Orchesterinstrumente. So ist auch die Geschichte dieses Instruments geprägt von einer Vielzahl von Anstrengungen, Misserfolgen und Neukonstruktionen.

Bereits 1619 berichtete der damalige deutsche Komponist und Universalgelehrte Michael Praetorius von dem Gedanken eines heutigen Kontrafagotts und er unternahm erste Versuche, einen tiefer klingenden Dulzian zu bauen. Schon damals versuchte er, diesen tieferen Klang durch ein Verlängern der Röhre zu erzeugen.

Während des gesamten 19. Jahrhunderts wies das Kontrafagott grundlegende Mängel auf. Es war nicht nur unhandlich und unausgewogen im Klang, sondern verfügte vor allem über eine unzureichende Klappenmechanik.

Bis Mitte der 1870er Jahre waren Kontrafagotte wie normale Fagotte konstruiert und reichten in der Tiefe bis zum Kontra-C. Durch ihre enorme Größe waren sie sehr unhandlich und überragten alle anderen Instrumente im Orchester. Die Schwierigkeit bestand vor allem darin, die langen Wege zu den über die ganze Röhre verteilten Tonlöchern zu erreichen. Dies gelang nur mit Hilfe einer ausgefeilten Klappenmechanik. Um das Kontrafagott besser handhaben zu können, begann man schließlich, die Röhre mehrfach zu knicken und nebeneinander zu legen.

Durch das mehrfache Knicken der Röhre waren die neuen Kontrafagotte auch beim Marschieren zu handhaben und somit vor allem für die Militärmusik interessant. Es begann ein regelrechter Wettlauf verschiedener Hersteller, die sich darauf spezialisierten, möglichst kleine Kontrafagotte zu bauen und sich von den Militärkapellen große Aufträge erhofften.

Der Durchbruch gelang bei diesem Unterfangen Wilhelm Heckel, der zusammen mit seinem Werkstattmeister Friedrich Stritter das kleinste Kontrafagott baute. Dieses Instrument wurde in drei nebeneinanderlaufende Röhren zerlegt, wobei selbst kleinste Nischen ausgenutzt wurden. Somit zeichnete sich dieses Kontrafagott durch eine geringe Höhe und ein niedriges Gewicht aus, sodass es sehr gut zum Marschieren geeignet war. Diese Neukonstruktion ließ Wilhelm Heckel 1877 patentieren.

So wie Johann Adam Heckel es schon mit dem Fagott schaffte, den Wünschen und Ansprüchen des Komponisten Richard Wagner voll und ganz gerecht zu werden, so gelang dies Wilhelm Heckel auch mit dem Kontrafagott. Da Wagner sehr an der Arbeit Heckels interessiert war, stellte ihm Wilhelm 1879 auch sein neu konstruiertes Kontrafagott vor. Dieses Instrument wurde erstmals in der Geschichte des Kontrafagotts allen Anforderungen des Orchesters gerecht und bewegte Richard Wagner zu folgender Aussage:

„Herrn Heckels Kontrafagott ist mir in sehr empfehlender Weise vorgeführt worden und glaube ich dieses Instrument, welches ich fortan für meine Orchestration zu verwenden gedenke, namentlich wegen seiner auf ihm möglichen Bindungen in der größten Tiefe, als einen bis jetzt fehlenden Faktor des Orchesters überall hin anraten zu dürfen.“

– Richard Wagner am 26. Oktober 1879 in Bayreuth

Aufgrund seines tiefen Klanges übernimmt das Kontrafagott vor allem die Funktion einer Bassbegleitung. So findet es unter anderem in Johann Sebastian Bachs Johannespassion (1724 uraufgeführt) oder Joseph Haydns Schöpfung (1798) zur Verstärkung des Generalbasses Verwendung. Eher selten erfolgt ein solistischer Einsatz des Kontrafagotts, wie in Erwin Schulhoffs 1922 entstandenem Werk Bassnachtigall oder auch in Ludwig van Beethovens 5. Sinfonie (1808 uraufgeführt) und 9. Sinfonie (1824 uraufgeführt). Solistisch wird das Kontrafagott auch gerne für düstere oder bedrohliche Passagen eingesetzt. In Giuseppe Verdis Opern Don Carlos (1867) kommt es beispielsweise bei dem Auftritt des Großinquisitors zum Einsatz. Bei Richard Wagner fand das Instrument unter anderem in seinem Parsifal (1882) Verwendung. Im Gegensatz zum Fagott ist das Kontrafagott in heutigen Orchestern üblicherweise einfach besetzt und wird teilweise auch von der zweiten oder dritten Fagott-Stelle gespielt.