És documentat a partir del 966, en temps de Galí de Santmartí, vicari comtal a Eramprunyà. El lloc fou donat a Sant Cugat per Borrell i Letgarda entre el 981 i el 988. A partir d’aleshores el monestir posseí el lloc, que constituïa una jurisdicció independent dintre dels amplis termes del castell d’Eramprunyà. El 1178 l’abat Guillem, amb els seus monjos, infeudà a Tició, a la seva muller Alamanda, i a llurs fills Berenguer, Guillem i Ramon, i també a la seva descendència, el lloc amb les seves pertinences, tal i com el monestir ho posseïa per donació del comte de Barcelona, des de la Roca de Gavà fins a Garraf i des del castell d’Eramprunyà fins a la mar, exceptuant-ne l’església de Santa Maria i tot el que li pertany. El monestir de Sant Cugat retenia per a si del dit honor la tercera part dels plets, la meitat de les defuncions i dues albergues. Tició i un fill seu hi havien de viure. Malgrat el jurament de fidelitat de Tició, del 1179, aviat sorgí un plet entre ell i l’abat, que tot i la sentència del bisbe Bernat del 1185, no es devia resoldre perquè el 1223 el nou abat de Sant Cugat, Ramon, feu donació a Berenguer Gerart, per la seva vida, del domini directe de Castelldefels, cedint-li tots els drets en contra Berenguer Tició, que devia ser fill del Tició abans esmentat. Els Tició, però, tornaren a posseir el lloc; consta que el tenien el 1309 i el 1314, sempre com a feudataris de Sant Cugat, monestir al qual havia estat confirmada la senyoria per Jaume I el 1234. El 1328 se suscità un nou plet, ara entre els Tició i el senyor d’Eramprunyà, Pere Marc. Per sentència arbitral es determinà que Castelldefels era casa o quadra però no castell i que amb tots els seus homes i pertinences havia d’estar dins el terme del castell d’Eramprunyà i sota domini alodial del dit Pere Marc. Els homes de Castelldefels havien d’acudir a sometent convocat pel castell d’Eramprunyà o pel lloc de Castelldefels. Els Tició foren succeïts per Berenguer de Relat el 1340, i el 1427 Gispert de Relat vengué la quadra de Castelldefels a Lluís Marc, senyor d’Eramprunyà. El mateix any, aquest Lluís Marc firmà davant el notari de Barcelona Pere Andreu l’escriptura de reconeixement a favor de l’abat i el monestir de Sant Cugat per raó del lloc i terme de Castelldefels, i l’abat li n’atorgà la investidura. En la guerra contra Joan II el castell de Castelldefels fou pres dues vegades. Posteriorment se’n realitzà la reconstrucció fonamental. La darrera restauració, que li donà l’aparença neomedieval actual, va ser realitzada per Enric Sagnier per encàrrec del banquer Manuel Girona i Agrafel, que l’havia comprat el 1897. (MPP)
El Servei del Patrimoni Arquitectònic de la Diputació de Barcelona dugué a terme l’any 1990 uns sondeigs arqueològics en alguns punts del recinte del castell. Els resultats de la recerca no han pogut confirmar, tot i que el castell apareix documentat al segle X, l’existència de construccions d’aquella època, que hom suposa que no degueren ser gaire importants. Potser tan sols es tractava d’una torre. En aquesta hipòtesi, és temptador d’associar-la a les restes del bastió troncocònic que hi ha al NE del conjunt o, amb reserves, a l’element que es conserva a la plaça que precedeix l’entrada del castell actual. Això no obstant, la manca de dades impedeix una identificació que ara per ara seria temerària.
La documentació deixa entreveure que durant els segles XIV i XV, al cim del turó, prop de l’església, hi havia una casa fortificada, l’ús militar de la qual es va fer palès durant la guerra contra Joan II (1462-72). La casa es trobava en condicions deplorables vers el 1439 segons els textos, bé que també indiquen l’existència d’una cisterna, l’únic element d’aleshores que ha pervingut fins avui.
Entre l’últim quart del segle XV i la darreria del XVI el castell havia experimentat una transformació arquitectònica important, segons es dedueix d’un inventari confegit vers el 1584 que esmenta un gran nombre de cambres, algunes textualment noves, i fins i tot una capella particular. La presència de les cambres noves esmentades en aquesta data podria indicar que la reforma era feta feia un temps, possiblement cap a la primera meitat del segle XVI, època que s’adiu força amb la ceràmica trobada als pocs estrats fundacionals del nucli principal que s’ha trobat fins ara. En aquell moment la pressió dels corsaris berbers s’havia fet molt forta, i va provocar l’alçament de nombroses defenses al llarg de tota la costa. Potser les obres a Castelldefels van ser motivades per aquesta raó. Podria confirmar aquesta hipòtesi el fet que un any abans del document referit s’havia bastit una torre a la Marina, la qual formava part del dispositiu de defensa i comunicació relacionat amb el castell que encara es conserva.
Tanmateix la defensa contra els pirates no degué ser l’única raó de les transformacions. La situació econòmica dels senyors i el poble de Castelldefels devia ésser bona cap al darrer quart del segle XVI. No s’ha d’oblidar que llavors es van fer les primeres reformes importants al temple (capelles, portada, cor, sagristia). A més, un document del 1590, prolix i eloqüent, dóna notícia de la construcció de la torre rodona de migdia, la més alta —segons que diu el text— i que també ho és ara.
Segons les nostres hipòtesis de treball actuals —que serà imprescindible de contrastar amb noves recerques—, el cos principal del castell, tal com es coneix avui, degué alçar-se durant el període que hem deduït abans. Comprendria un casal de planta més aviat rectangular amb una entrada al NE i torres a les cantonades: la del NW es conserva a la façana de tramuntana actual, la del NE, escapçada, sota els lavabos; la del SE, també malmesa, a l’altura de la porta que ara comunica amb els edificis de la rectoria de l’església; potser al SW no hi havia torre aleshores, perquè se n’hi va bastir una poc després. (ALM)