Aquesta fortificació, propietat dels comtes de Barcelona, no apareix documentada fins l’any 987. Vuit anys més tard, consta que va ser infeudat a Gombau de Besora. En el 1042, el mateix Gombau va donar l’església de Sant Miquel del Fai al monestir de Sant Víctor de Marsella. A la seva mort, el castell passa a mans de la seva filla Guisla, esposa de Mir Geribert d’Olèrdola. Aquest es va enfrontar als comtes de Barcelona i en la sentència de pau que es va dictar en 1059, Mir Geribert va haver de cedir els castells del Port, Besora i Curull als comtes Ramon Berenguer I i a la seva dona Almodis i va renunciar al castell de Montbui. De totes maneres, el va conservar en feu, doncs un any més tard Mir Geribert i Guisla van encomanar el castell a Geribert Ademar.

En 1070, el fill de Mir Geribert i Guisla, Gombau Mir, va cedir el castell al seu germà Arnau. En 1135, el net d’Arnau Mir, Guillem de Sant Martí i el comte de Barcelona, signen un conveni, fruit del casament de Guillem amb Beatriu de Montcada, pel qual Guillem rebia l’honor de Montcada i els feus de Montbui i Montornés, a canvi de retre vassallatge al comte.

A principis del segle XIII consta que la família que ocupa el castell són els Montbui. Cap a meitats d’aquest segle, l’alt domini i la senyoria del castell passen a mans del bisbe de Barcelona, Berenguer de Palou, que en 1290 el va empenyorar a Pere Marques. Suposem que la senyoria del castell continuava en mans del comte de Barcelona i el bisbe el tenia en feu, doncs en 1381, l’infant Joan va vendre a Ramon de Planella la baronia de Montbui. Tres anys més tard, aquest el va tornar a vendre a la Corona.

El 1408 el rei Martí l’Humà va tornar a vendre la baronia a Ramon de Torrelles. Aquesta família va mantenir el control del castell fins el 1490, quan el van vendre als consellers de la ciutat de Barcelona, malgrat que els Torrelles el van conservar en feu. En 1714 la baronia va tornar a la Corona.

El castell està en runes des del segle XIX. Durant la nostra visita en desembre del 2018 s’estaven portant a terme tasques de restauració i consolidació, que van acabar l’any 2019.

La part millor conservada es troba en el sector nord, on es conserva un llenç de mur d’uns set metres de llargada. Està fet amb carreus sense treballar i disposats en fileres més o menys regulars. A les cantonades trobem carreus ben tallats, fets amb pedra vermella.

També en aquest sector hi havia una sala rectangular de més de vuit metres de llarg, de la que s’han conservat els murs perimetrals.

En aquesta sala, pendent d'excavació quan la vam visitar, podem veure la base d'una pilastra, que probablement servia de suport a un arc de diafragma.

A l’oest hi ha una estança que conserva la seva volta apuntada, que podria correspondre’s amb una cisterna, doncs no tenia obertures en els seus murs i si en canvi una en el sostre.

S’accedia al castell per una porta oberta en la part central del mur sud.

En aquest sector trobem també unes escales que ens condueixen al sector nord i l'accés a una sala situada en l'angle sud-est del castell.

També hi ha restes d’un segon anell de muralles, malgrat que són més minses.

En 1304 es van fer obres de reconstrucció del castell, sense que coneixem els seus detalls.

Fora del primer recinte fortificat hi trobem l’església de Sant Mateu.