Costruito intorno all’anno 1100 da Tommaso I di Savoia quale massiccio fortilizio per controllare l'accesso da sud a Torino.
Nella metà del XV secolo la duchessa Jolanda, moglie di Amedeo IX di Savoia, volle ampliare l’intera costruzione e renderla una villa.
Molti membri di casa Savoia abitarono queste stanze, tra cui Emanuele Filiberto nel 1500 e Carlo Emanuele I.
Residenza preferita di Vittorio Amedeo II, i maggiori ampliamenti vennero posti durante il regno di Carlo Emanuele III
Con l'arrivo delle truppe francesi questo venne usato come caserma, ospedale militare e carcere, mentre una zona del parco venne utilizzata quale cimitero.
Tornato di proprietà sabauda, Vittorio Emanuele I nel 1817 iniziò una grande fase di riordino e di restauro delle parti danneggiate sia dal tempo che dall’uomo: rifatto lo scalone principale, modificati gli appartamenti…
Con il regno di Carlo Alberto Savoia-Carignano , questo scelse il Castello quale residenza reale mentre Vittorio Emanuele II, fece arredare numerosi appartamenti tra cui quelli dedicati alla regina Maria Adelaide d'Asburgo-Lorena
E’ di questo periodo la realizzazione nel parco della "Torre del Roccolo",ampliato il "Ninfeo" settecentesco con la realizzazione di serre e di una grande cisterna per la raccolta delle acque
Il Castello fu residenza di regine madri e principesse reali tra cui Maria Clotilde di Savoia, figlia di Vittorio Emanuele II.
Nel 1921 diventa sede del I Battaglione dell'Arma dei Carabinieri.
Il 5 aprile 2008 uno dei torrioni è stato danneggiato da un incendio, con la distruzione della Sala del Proclama di Moncalieri mentre l’'appartamento del Re e della Regina, sono visitabili come lo è della Principessa Maria Letizia Savoia Bonaparte.
