La primera construcción que ocupó la cima de esta montaña fue una atalaya destinada a informar mediante señales de la proximidad de los barcos.

En 1640, durante la revuelta contra Felipe IV, se realizó la primera fortificación en Montjuïc, construida en forma de cuadrilátero de tierra con revestimiento de piedra y barro. Esta fortificación provisional sirvió para rechazar el asalto de las tropas castellanas comandadas por el Marqués de los Vélez el 26 de enero de 1641.

Hasta 1960, año en que fue cedido a la ciudad, el castillo se mantuvo como prisión militar. Después de tres años de obras para acondicionarlo, el 24 de junio de 1963 Franco presidió la inauguración del nuevo museo militar.