Il Castello è sorto su un rilievo roccioso con funzioni difensive, originariamente sede di un castrum romano. Il dosso in cui venne edificata la fortezza a partire dal XIII secolo era denominato Malconsey. Già a partire dal 1300 il toponimo anticamente utilizzato per indicare il piccolo colle non venne più utilizzato e si preferì modificare il nome originario, adottando un termine più positivo: il castello Malconsey divenne Buonconsilii (del Buonconsiglio).

La sua attuale struttura è il risultato di una plurisecolare aggregazione edilizia: sono infatti ben distinguibili diverse sezioni e strutture, risalenti a secoli diversi. L'articolato edificio che ne è derivato rappresenta uno dei più grandi complessi fortificati delle Alpi. La parte più antica è quella di gusto romanico, rappresentata dal nucleo duecentesco del Castelvecchio (che venne poi ricostruito nel 1440) e dell'ampio torrione circolare (chiamato Torre d'Augusto). In una fase successiva, tra la fine del Trecento e l'inizio del Quattrocento, la struttura venne profondamente modificata dai principi vescovi Giorgio di Liechtenstein e Giovanni IV Hinderbach. Il primo collegò al Castelvecchio la Torre Aquila, che fece affrescare con il Ciclo dei Mesi, uno straordinario esempio di Gotico Internazionale. Giovanni IV Hiderbach fece costruire la grande merlatura e il loggiato di gusto gotico-veneziano.

Nel 1500 il cardinale Bernardo Clesio, impegnato in un progetto di ristrutturazione e riqualificazione urbanistica dell'intera città, fece edificare a sud del complesso una costruzione rinascimentale, il Magno Palazzo, nuova dimora di principi vescovi, affrescata da Dosso Dossi e da Girolamo Romanino.

In età barocca, il vescovo Francesco Alberto Poia costruì la Giunta Albertiana, struttura che permette la comunicazione diretta fra la sezione medievale e il Magno Palazzo. Nel 1796 la città venne invasa dalle truppe napoleoniche e l'ultimo principe vescovo, Pietro Vigilio Thun, lasciò il castello e si rifugiò nella fortezza di famiglia in Val di Non. Con la secolarizzazione del Principato Vescovile di Trento e la sua annessione alla Contea del Tirolo, il Buonconsigilo si ridusse da sede di rappresentanza a caserma militare austriaca.

Durante la prima guerra mondiale, la Sala del Tribunale (la cinquecentesca Stua della Famea) fu sede del processo (1916) agli irredentisiti Cesare Battisti, Fabio Filzi e Damiano Chiesa. Dopo la sentenza, che sanciva la condanna a morte per alto tradimento, i tre irredentisti vennero condotti nelle celle ricavate nel loggiato. La sentenza venne eseguita nel prato tra il castello e le mura poste ad est (la Fossa dei Martiri): il 19 maggio 1916 venne fucilato il sottotenente roveretano Damiano Chiesa, volontario nell’esercito italiano; il tenente Battisti e il sottotenente Filzi vennero impiccati il 12 luglio successivo. Nel 1918 lo Stato italiano divenne proprietario del Castello, che passò alla Provincia autonoma di Trento nel 1974.