El castillo del Papiol aparece documentado por primera vez el 18 de enero de 1115, cuando Ramon Berenguer III lo infeudó a los hermanos Arnau y Bernat Pere. Los diferentes ataques de los almorávides por la zona, hizo que el conde reforzara las defensas del valle del Llobregat. Por este motivo se aseguró la posesión de este castillo estratégico en el control del valle, pero infeudándolo se garantizaba su perfecta conservación y defensa.

En 1206 el rey Pere el Católico daba en feudo el castillo a Ramon de Papiol, reservándose para él la señoría y potestad, a cambio que le acompañara un caballo armado en todas las guerras. El apellido de los Papiol estuvo fuertemente unido a la corona, acompañando a los diferentes monarcas en campañas bélicas como la de las Navas de Tolosa o la conquista de Mallorca

Un fuerte terremoto causó numerosos estragos en el castillo en el año 1448. Fueron tan importantes los destrozos, que fue necesario reconstruir casi por completo la fortaleza. A pesar de todo, todavía se mantiene una parte de la construcción prerrománica y románica.

Del castillo románico se conservan las estructuras de los pisos más bajos, que fueron integradas en el nuevo castillo gótico. Destaca una sala del siglo X, construida básicamente con opus spicatum y cubierta por una bóveda de cañón. A su lado estaba la antigua prisión, cubierta con una bóveda de cañón, de la que todavía se ven las improntas del encañado. En el techo hay un agujero, que era por dónde hacían entrar a los prisioneros. En esta sala se encontraron huesos de prisioneros, que llevaban una gruesa cadena en el cuello.

Cerca de la prisión encontramos un pasillo de unos siete metros de largo, cubierto con una bóveda de falsa herradura, que todavía conserva el encañado. Se cree que es coetáneo a una torre circular del siglo XI, situada en el ángulo noroeste, y de la que sólo se conserva una parte de su base.

En el sector sur se conserva otra torre románica, en este caso de planta cuadrada. Fue construida en el siglo XIII y fue la torre principal de la fortaleza. Era utilizada por Joan II  cuando visitaba el castillo, debido a que en ella quedaba totalmente protegido, pues no hay prácticamente aperturas.

Entre el pasillo y la sala prerrománica encontramos una estancia actualmente inaccesible, que corresponde con una cisterna, que recogía el agua del tejado. 

El resto de dependencias del castillo son posteriores. De época gótica se conservan los muros perimetrales, algunos arcos, la sala del vino y la antigua bodega. Las demás fueron remodeladas en siglos posteriores. Debido a que ha estado habitado desde su construcción, ha permitido su perfecta conservación.

Desde el exterior destacan las ventanas bíforas del salón principal y la ventana gótica florida de la biblioteca, decorada con unos ángeles en las impostas.