Las primeras referencias al castillo de Baena son dadas por historiadores musulmanes desde finales del siglo IX, durante las revueltas del rebelde Omar ibn Hafsún contra el emirato de Córdoba. Medina Bayyena, nombre con el que aparecerá la localidad durante la etapa musulmana, llegaría a ostentar la capitalidad de una Cora y por ello tendría una alcazaba donde se alojaría la guarnición militar y el gobernador de la provincia que tendría su residencia en el alcázar o castillo edificado en uno de sus extremos. 

Durante la etapa almohade, a mediados del siglo XII, y como consecuencia de una serie de luchas internas en al-Andalus, las murallas y el castillo de Baena se reforzarán estableciéndose sistemas defensivos como las entradas en recodo que aún persisten en el Arco Oscuro, en el de la Consolación y en la torre central de la fachada Sur de la fortaleza. Comienza una etapa de declive donde la población se verá mermada en la purga llevada a cabo contra los almorávides y aunque su pasada grandeza aún la mostraba desafiante sobre la cerro de la Almedina, cuando las tropas de Fernando III el Santo, llegaron a sus puertas el 24 de agosto de 1241, la población ya se había rendido mediante pacto de capitulación y no ofreció ninguna resistencia.  El castillo, con sus defensas mejoradas, se convertiría en uno de los más destacados de Córdoba y en temido bastión fronterizo con el reino nazarí de Granada. Este hecho propició el que durante la Baja Edad Media, Baena fuera escenario de importantes acontecimientos históricos y su fortaleza, perteneciente a la Corona, sirviera de alojamiento a las más altas personalidades del reino. Así permaneció hasta que el rey Juan I de Castilla la entregó en señorío al mariscal Diego Fernández de Córdoba, donación que, tras la oposición del vecindario, sería refrendada a mediados del siglo XV surgiendo así la cabecera de los estados de Baena y Cabra a los que se añadirán también Albendín, Doña Mencía, Iznájar, Rute y Zambra. 

Tras el fin de la Guerra de Granada, su carácter militar se transmutaría en palaciego, emprendiéndose grandes y suntuosas reformas que lo adecuaron como principal residencia de los condes de Cabra y señores de la villa. Será ésta una época de grandes mecenazgos en la localidad, llevándose a cabo las fundaciones del monasterio de Madre de Dios y de los conventos de San Francisco y Santo Domingo. Se erigirá la capilla del conde en Santa María la Mayor, donde acabaría estableciéndose la abadía de Rute. Baena se convertía en prototipo de villa señorial y su castillo palacio en el símbolo del poder nobiliario cuya cúspide se alcanzó en 1566, cuando Felipe II otorgó al V conde, Gonzalo Fernández de Córdoba, el título de duque de Baena.

A lo largo del tiempo, y sobre todo una vez que los últimos señores de la Villa dejaron de habitarlo, sus estructuras internas fueron modificándose proge a estructura se conservó casi intacta hasta 1879, cuando la familia noble vendió la fortaleza y comenzó a ser usada como cantera y en su recinto se alzaron algunos edificios. En su patio de armas al principio y en toda la estructura inferior después se instalaron depósitos de agua entre 1927 y 1959, causando graves destrozos históricos que mantuvieron su estructura en estado de ruina. En el año 2015 concluyó un proceso de restauración y puesta en valor que le devolvió parte de su esplendor pasado. Las obras comenzaron diez años antes y en ellas se consolidaron las torres y murallas que aún se conservaban, recuperándose los volúmenes de las que habían dejado de existir. Todo ello propició el que fuera reconocido en 2017 como mejor proyecto arquitectónico del año en la categoría Architecture+Preservation de los prestigiosos premios Architizer A+Awards y, sobre todo, permitió la puesta en valor de uno de los enclaves más relevantes de la historia de Baena.