La primera referència documental data de l’any 1110, quan Berenguer Sanla i la seva dona Ermessenda compraren a Ramon Berenguer III, comte de Barcelona, la propietat per construir-hi la seva residència senyorial fortificada, dominant el territori de la quadra de Vallparadís. Berenguer morí a Terra Santa pels volts del 1118, llurs fills Ramon i Berenguer Sanla eren els propietaris al 1123, aquests es varen canviar el cognom Sanla pel de Terrassa, tingueren la senyoria fins al segle XIV.
L’any 1220, Guillem de Terrassa III es casà amb Saurina de Santa Oliva, castlana d’Eramprunyà, l’any 1225 acompanyà al rei en el setge de Peñíscola, finà l’any 1269. Els succeí llur fill, Jaume de Terrassa, es casà amb Guillema de Sant Vicenç, filla dels senyors de Burriac. Els succeí llur filla Saurina, l’any 1273 es casà amb Bernat de Centelles i finà l’any 1298. Tingueren tres fills, Blanca, Bernadí i Gilbert, la filla fou castlana del castell-palau i va fer construir entre els anys 1319 i 1323, la torre “de la Castlània”, avui ja no en queda res.
L’any 1344, Blanca de Centelles, cedí el castell a l’ordre religiós de la cartoixa i quatre anys més tard morí. En aquesta època es varen fer reformes per adaptar el castell a monestir, amb dependències com església, sala capitular, claustre, etc.
L’any 1346, la quadra comptava amb un fogatjament de 8 focs i l’any 1359, després de la Pesta Negra, en restaren 4.
Durant el segle XV, els cartoixans de la cartoixa de Sant Jaume de Vallparadís abandonen el castell i es traslladen a Tiana, a l’actual cartoixa de Montalegre.
L’any 1413, senyorejava l’ordre del Carme de l’Hospital de la Santa Creu de Barcelona i l’any 1432, la família Sentmenat que van senyorejar fins al segle XIX.
L’any 1710, quan era senyor Joan de Sentmenat hi hagué dins del castell un teler clandestí.
L’any 1852, els Sentmenat van vendre el castell i les terres a la família Maurí, aquests el cediren a la ciutat l’any 1947. Poc després es va restaurar i l’any 1959, s’inaugurà el Museu Municipal d’Art, l’any 1982, s’inaugurà la Sala d’Arqueologia que es troba a la sala capitular.
Avui al castell es troba la seu principal del Museu de Terrassa.
