El castillo aparece documentado por primera vez el año 945 en unas donaciones de tierras que hizo la condesa de Barcelona, Riquilda,  al monasterio de Santa Cecilia de Montserrat.

Era una posesión de la familia Cervelló, desde que Ènnyec Bonfill, señor de Cevelló, la consiguió mediante una permuta con el abad Odó de Sant Cugat del Vallès, justo después de la razia de Almanzor. En el siglo XI se reconstruyó el castillo, lo que provocó varios enfrentamientos con los habitantes de la zona, que eran obligados a trabajar en estas obras. Estas mejoras permitieron detener a las tropas musulmanas, que a principios del siglo XII asolaron el Penedès.

En 1297, Guerau VII de Cervelló, que no tenía descendencia, vendió la fortaleza al rey Jaume II. Posteriormente el monarca vendió el castillo a los condes de Pallars, que más adelante lo vendieron a los Arborea y finalmente acabó en manos de los Bertran en 1367.

Durante la guerra civil contra Juan II el castillo participó activamente, llegando a alojar al condestable de Portugal en 1465. Por este motivo, al finalizar la guerra, los Bertran fueron castigados con la pérdida del dominio sobre el castillo, hasta que juraron nuevamente fidelidad al monarca.

En el siglo XVI el castillo pasó a manos de los Erill, que hicieron algunas obras y reparaciones.

Se cree que al acabar la Guerra de Sucesión, Felipe V ordenó su destrucción, si bien no se han encontrado documentos que lo confirmen. A partir de este momento se empezaron a utilizar sus piedras para la construcción de algunas casas de la zona.

En 1965 se crea la Asociación de Amigos del Castillo de Gelida, que se encarga del mantenimiento del edificio y ofrece visitas guiadas por el recinto.

El castillo tiene una planta irregular, para adaptarse al perfil de la estrecha peña sobre la que se asienta. El recinto, protegido por las murallas de los siglos XII y XIII, está dividido en tres espacios: al este se encuentra el sector soberano, conocido como la plaza del Perdón, al oeste está la iglesia y la entrada actual y entre los dos espacios una gran explanada donde estaba el sector yusero.

El sector soberano parece que fue el primero en construirse. En la zona sur de este recinto encontramos una torre de planta poligonal, que formaba parte de la primitiva fortificación, de menores dimensiones. Posteriormente se reforzó este sector con la construcción de nuevas murallas y una torre de planta semielíptica. La parte inferior de los muros de este sector se caracterizan por estar realizados con grandes sillares, bien tallados y de color ocre, mientras que la parte superior está formada con piedras más pequeñas y poco trabajadas.

En el sector oeste encontramos los restos de una torre maestra, probablemente edificada en el siglo XII. Entre esta torre maestra y la otra torre encontramos el antiguo ábside de la primitiva capilla del castillo.

En la división entre la gran esplanada y el sector dónde está la iglesia de San Pedro, se levantó una fortificación.

Se trata de un recinto rectangular, situado en la parte más estrecha de la peña rocosa. Las características constructivas de este espacio son similares a las descritas para los muros del recinto soberano.

En el siglo XIV se procede a reconstruir gran parte del muro occidental del recinto superior y se construye una cisterna en la plaza del Perdón. Un siglo más tarde se continúan haciendo reformas en la fortificación, en este caso son especialmente importantes en el sector más occidental, es decir alrededor de la iglesia.

Se construyen diversas dependencias dedicadas al almacenamiento de alimentos, al tratamiento del aceite y del vino y también destinadas a la residencia.

También se construye un nuevo portal de entrada formado por un gran arco de medio punto.