Documentele istorice menționează existența unei fortificații în secolul al XIV-lea, undeva pe locația actuală a castelului, un loc de popas regal, care avea o formă elipsoidală și o aripă pe partea de nord și cu un turn de refugiu, care se găsea pe latura de sud, acesta fiind înconjurat de un zid de piatră. Această proprietate aparținea inițial familiei Anjou, devenind proprietate a familiei Corvin la începutul secolului al XV-lea, mai precis în 1409, pe vremea prințului Voicu, sub forma unei donații care cuprindea cetatea și domeniul Hunedoarei.
Fiul lui Voicu, Ioan de Hunedoara, a întărit construcția existentă în secolul al XIV-lea în două etape, rezultând o nouă incintă, prevăzută cu 7 turnuri de apărare.
În secolul al XV-lea, castelul rămâne singurul de acest gen în zona transilvăneană, având rolul de reședință nobiliară fortificată, fiind o construcție care combină elemente specifice stilului gotic, din faza târzie cu ale stilului renascentist, din faza timpurie. Familia Corvin a condus castelul și moșia Hunedoarei până în 1508, aceștia fiind urmați de alți 22 de proprietari, până în secolul al XVIII-lea, când a devenit proprietatea Imperiului Habsburgic, iar castelul a devenit sediul administrației minelor și un depozit pentru produsele din fier.
Transformarea sa în muzeu în 1974 este precedată de o altă etapă de restaurare și consolidare (1965-1968), aceste lucrări continuând după 1997 și până astăzi.