En el siglo X, tras enviudar del conde Hermenegildo (o Mendo) Gonçalves, la condesa Mumadona Dias asumió el gobierno del condado portucalense y tomó dos medidas de gran importancia: fundó, en la parte baja de Guimarães, el Monasterio de Santa María (hacia el año 950) y, en la parte superior, un castillo, el llamado Castelo de S. Mamede (entre los años 950 y 957).

La construcción de este castillo fue necesaria para defender el recién construido Monasterio y las poblaciones que, mientras tanto, se habían asentado junto a estos dos edificios. La construcción de este Castillo fue también una forma de hacer valer su poder ante los demás señores feudales. Un diploma que marca la entrega del Castillo de S. Mamede al Monasterio de Guimarães, el 4 de diciembre de 968, es la primera referencia conocida a esta fortificación.

Como dice el historiador Mário Jorge Barroca, el castillo de esta época sería muy diferente al que conocemos hoy, ya que eran obras incipientes, las torres eran escasas y las torres del homenaje no se conocían, requiriendo muchas veces desplazar grandes cantidades de tierra para crear fuertes desniveles. .

El Castillo ha sufrido numerosos cambios, teniendo poco que ver su configuración actual con su forma original. De hecho, con el Conde D. Henrique se realizaron algunas reformas y, según Mário Barroca, hay vestigios que se supone que datan de la época de este Conde. Más tarde, en los siglos. XIII/XIV, con D. Dinis se construyó la Torre del Homenaje y se levantaron las ocho torres que flanquean la muralla del castillo. Otras reformas posteriores se llevaron a cabo durante el reinado de D. João I, definiéndose aquí su última forma.

También es interesante que el Castillo de Guimarães sea el primer castillo portugués que cuenta con registros fotográficos que nos muestran la estructura tal y como era en el siglo XIX. Estas fotografías fueron tomadas por Frederick William Flower, un comerciante inglés que vivió unos años en Oporto y que fue pionero en el uso de técnicas fotográficas.

Después de siglos de abandono y ruina, el Castillo fue objeto de una imperativa restauración, realizada en los años 30 del siglo XX, por la extinta DGEMN – Direção-Geral dos Edifícios e Monumentos Nacionais. El objetivo de estas obras de mejora fue rehabilitar el lugar más emblemático de los castillos nacionales.

El Castillo de Guimarães es Monumento Nacional desde 1910.