El origen del castillo de Atienza es musulmán. Durante la Reconquista de España cambio de manos numerosas veces entre los siglos IX y XI. Almánzor ocupo este castillo, que le fue arrebatado por Sancho García, pero este no lo conservo durante mucho tiempo ya que volvió a caer en manos musulmanas. Según el romance del Mío Cid, este paso por delante de la fortaleza durante un periodo que se encontraba bajo el dominio musulmán. La fortaleza fue recuperada finalmente por Alfonso Vl.
En tiempos de Juan II, los navarros al servicio del infante de Castilla Don Juan, la ocuparon y la protegieron con 250 jinetes, 500 infantes y artillería. Don Alvaro de Luna recupero el pueblo, pero no pudo recobrar el castillo. Cuando el castillo perdió su valor bélico sirvió como prisión de estado. En ella se alojo el Duque de Calabria por orden de Fernando el Católico. Los franceses la saquearon durante la Guerra de la Independencia.
El castillo se levanta sobre una elevada piedra. El castillo solo es accesible por una rampa. Tiene dos recintos, uno exterior que es el patio de armas y otro interior. El recinto interior mide 130 m. de largo, 30 m. de ancho y 12 m. de alto y la entrada es un arco con una torre cuadrada a cada lado. Al lado contrario de entrada esta la torre y entre medias existen 2 depósitos para almacenar agua. Estos depósitos estaban techados, pero en la actualidad están al aire libre, conservando parte del techo. La Torre es de un piso y la terraza. En el primer piso hay una chimenea.
El castillo tenia 4 plantas y la entrada a la torre era lo que es actualmente la ventana de encima de la puerta. Esta puerta es una antigua ventana modificada. Las dos escaleras que tiene la torre están empotradas en los muros. Desde la planta baja salen unos túneles escarbados en la roca y la entrada a estos esta tapada por una gran losa. Estos túneles deben de unir el castillo con las iglesias de Santa Maria del Rey, la Santisima Trinidad y San Salvador.
El castillo tenia dos murallas, una que protegía el recinto interior e iba desde la torre hasta las torres de la entrada y de la cual solo quedan las bases. La otra protegía toda la piedra sobre la cual se levanta la torre y el recinto interior y el recinto exterior o patio de armas. De esta muralla solo queda un tramo de muralla y las bases del resto. Del recinto exterior empiezan las murallas que protegían el pueblo. Estas murallas formaban 2 recintos. El primer recinto fue construido por Alfonso VII y tiene las puertas de La Nevera, Arrebatacapas y de la Guerra, y los arcos de la Virgen y la Escuela Vieja. Tenia como finalidad proteger el pueblo, pero al crecer éste posteriormente tubo que ser ampliada. Esta ampliación la hizo Alfonso VIII y la nueva muralla contaba con las puertas de Antequeda y de la Salida o Salada. De estas murallas quedan todavía tramos, torreones y la mayoría de las puertas.
Desde Marzo de 1994 el castillo puede verse iluminado por la noche.
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