La atalaya natural donde está asentado el castillo y el pueblo de Olèrdola ya fue ocupada desde la antigüedad. Las primeras ocupaciones de la montaña podrían corresponder al neolítico.

Durante el bronce antiguo urbaniza del lugar y se construye la primera muralla (IX - VIII aC). Posteriormente, fueron los íberos los que se establecieron hacia el siglo IV aC, aprovechando el recinto amurallado.

A finales del siglo III aC los romanos ocuparán el recinto y mejorarán sus defensas. De esta época es la muralla del sector norte, hecha con grandes sillares.

La entrada se encuentra flanqueada por dos torres de planta cuadrada.

Dos torres más reforzaban este lienzo de muralla.

En el otro extremo del recinto, en la parte más elevada, se construyó una torre atalaya.

La tercera gran obra de época romana es la gran cisterna, excavada en la roca.

Tiene una capacidad de 350 metros cúbicos y se llenaba con el agua de lluvia, que se recogía mediante dos canales excavados también en la roca. Una pequeña balsa de decantación permitía filtrar el agua antes de verterla en la cisterna.

El castillo fue construido por el conde Sunyer alrededor del año 929, sobre las ruinas de la antigua fortaleza romana que había en este lugar.

Su estratégica ubicación lo convirtió en el blanco de numerosas razzias musulmanas.

También jugó un papel importante en las luchas políticas de la época de Ramón Berenguer I como conde de Barcelona. Mir Geribert se rebeló en varias ocasiones contra el poder condal con la ayuda de los Santmartí. En ese momento Mir Geribert se erigió como señor absoluto de Olèrdola. Esta situación terminó en 1059, cuando Mir Geribert reconoció el dominio del conde sobre el castillo y su territorio.

En 1108 el castillo y la población de Olèrdola sufrió una nueva razzia, que los destruyó casi por completo. Aparte de conceder numerosas franquicias para favorecer la repoblación, también pidieron la ayuda del monasterio de Sant Cugat, al que cedieron la torre más alta del castillo el 1109. La castellanía fue encomendada al linaje de los Santmartí, que la mantuvo hasta el siglo XIII.

A partir del siglo XII, el castillo irá perdiendo su valor estratégico y la población se irá estableciendo en la llanura, de ahí que la fortificación entrará en decadencia, aunque en momentos puntuales como la guerra civil del siglo XV o en la guerra de la Independencia, sirvió de alojamiento a varias guarniciones.

Curiosamente, la mayoría de restos militares conservados en Olèrdola son de época romana. Las estructuras militares medievales fueron construidas con piedra sin tallar y mortero, que ha provocado su desaparición casi total durante los siglos de abandono. También se puede ver este tipo de fàbrica en la parte superior de varios fragmentos de la muralla romana.

Como ya hemos comentado, el castillo aprovechó buena parte de la atalaya romana y se construyeron sus estancias a su alrededor. Todavía se conserva el arranque de una bóveda de cañón junto a la atalaya.

El otro resto más visible del castillo es un muro situado al oeste de la atalaya.

Fuera de la muralla también había construcciones. Las más destacadas estaban en el lugar conocido como Pla dels Albats, donde había una pequeña iglesia dedicada a Santa María y un conjunto de casas a su alrededor.