Το Κάστρο είναι χτισμένο στη θέση της αρχαίας Ηράκλειας. Το τοπωνύμιο «Πλαταμώνας» αναφέρεται για πρώτη φορά το 1198 σε χρυσόβουλο του βυζαντινού αυτοκράτορα Αλεξίου Α΄Κομνηνού. Πιθανότατα, υπήρχε ένα Βυζαντινό κάστρο σε εκείνο το σημείο ήδη από τον 10ο αιώνα.

Μετά την Δ’ Σταυροφορία και την άλωση της Κωνσταντινούπολης το 1204, ο Πλαταμώνας περιήλθε στη δικαιοδοσία του Βονιφάτιου Μομφερατικού, ηγεμόνα της Θεσσαλονίκης, που ακολουθώντας τις Φεουδαρχικές πρακτικές της Δύσης, το παραχώρησε στον Λομβαρδό ιππότη Ρολάνδο Πίσκια, που είναι αυτός που έχτισε το κάστρο στη θέση των αρχαίων ερειπίων.

Το κάστρο έμεινε φράγκικο για πολύ λίγο. Καταλήφθηκε το 1218 από τον δεσπότη της Ηπείρου Θεόδωρο Άγγελο και μετά τη μάχη της Πελαγονίας (1259), από τον αυτοκράτορα Μιχαήλ Η΄ Παλαιολόγο. Γύρω στα 1385 έπεσε στα χέρια του Τούρκων, οι οποίοι το διατήρησαν σε καλή κατάσταση, δεδομένου ότι χρησίμευε ως βάση των επιχειρήσεων τους εναντίον των ανταρτών του γειτονικού Ολύμπου.

Το 1425 οι Ενετοί κατέλαβαν τον Πλαταμώνα, σε μια επιχείρηση κατά την οποία 100 Τούρκοι κάηκαν ζωντανοί μέσα στο κάστρο. Το 1427 όμως οι Τούρκοι το ανακατέλαβαν

Στα τέλη 18ου αιώνα ο Πλαταμώνας ήταν αρματολίκι, με επικεφαλής τον Τσακνάκη, ενώ διοικητής διετέλεσε και ο ήρωας του ‘21 Γεωργάκης Ολύμπιος. Το 1770 καταλήφθηκε για ένα μικρό χρονικό διάστημα από τους Έλληνες, όπως επίσης και το 1825 και 1878. Βομβαρδίστηκε από τον πλοίαρχο Σαχτούρη το 1897 και από τότε εγκαταλείφθηκε από του Τούρκους.

Στις 15-16 Αυγούστου 1941 στην περιοχή του Πλαταμώνα συγκρούστηκε ένα νεοζηλανδικό τάγμα με γερμανικά τμήματα και η μάχη έληξε με την υποχώρηση των Νεοζηλανδών και αφού προηγουμένως οι Γερμανοί βομβάρδισαν το κάστρο.