El castell del Papiol apareix documentat per primera vegada el 18 de gener de 1115, quan Ramon Berenguer III el va infeudar als germans Arnau i Bernat Pere. Els diferents atacs dels almoràvits per la zona, va fer que el comte reforcés les defenses de la vall del Llobregat. Per aquest motiu va assegurar-se la possessió d'aquest castell estratègic en el control de la vall, però infeudant-lo garantia la seva perfecta conservació i defensa.

En 1206 el rei Pere el Catòlic donava en feu el castell a Ramon de Papiol, reservant-se per a ell la senyoria i potestat, a canvi que l'acompanyés un cavall armat en totes les guerres. El llinatge dels Papiol van  estar fortament units a la corona, acompanyant als diferents monarques en campanyes bèl·liques com les de les Navas de Tolosa o la conquesta de Mallorca.

Un potent terratrèmol va causar nombrosos estralls en el castell l'any 1448. Va ser tant important la destrossa, que va ser necessari reconstruir gairebé per complert la fortalesa. Malgrat tot encara es manté una part de la construcció pre-romànica i romànica.

Del castell romànic es conserven les estructures dels pisos més baixos, que van ser integrades en el nou castell gòtic. Destaca una sala del segle X, construïda bàsicament amb opus spicatum i coberta per una volta de canó. Al seu costat estava l'antiga presó, coberta amb una volta de canó, de la que encara es veuen les empremtes de l'encanyissat. En el sostre hi ha un forat, que era per on feien entrar als presoners. En aquesta estança es van trobar ossos de presoners, que tenien una gruixuda cadena en el coll.

Prop de la presó trobem un passadís d'uns set metres de llarg, cobert amb una volta de falsa ferradura, que encara conserva l'encanyissat. Es creu que és coetani a una torre rodona del segle XI, situada en l'angle nord-oest, i de la que només es conserva una part de la seva base.

En el sector sud es conserva una altra torre romànica, en aquest cas de planta quadrada. Va ser construïda en el segle XIII i va ser la torre principal de la fortalesa. Era utilitzada per Joan II  quan visitava el castell, degut a que en ella quedava totalment protegit, ja que gairebé no hi ha obertures.

Entre el passadís i la sala pre-romànica trobem una estança inaccessible, que correspon amb una cisterna, que recollia l'aigua de la teulada. 

La resta de dependències del castell són posteriors. D'època gòtica es conserven els murs perimetrals, alguns arcs, la sala del vi i l'antic celler. La resta d'estances van ser remodelades en segles posteriors. El fet d'haver estat habitat des d la seva construcció, ha permès la seva perfecta conservació.

Des de l'exterior destaquen les finestres biforades del saló principal i la finestra gòtica florida de la llibreria, decorada amb uns àngels en les impostes.