En el año 1238 el castillo fue cedido por Jaime I de Aragón a Pedro Cornel, sin embargo poco tiempo después, el mismo monarca aragonés lo entregaría a Ximén Pérez de Arenós a cambio de otras posesiones de éste. En los años posteriores, el Señorío sería de Blas Maza de Verga, de la familia Moncada y de la familia Villalba.
De origen andalusí, el castillo se sitúa en el centro de la población de Vilamarxant, en su parte más elevada y antigua, en los alrededores de la Plaça del Castell (Plaza del Castillo), próxima a la iglesia parroquial de Santa Catalina. Es una estructura de planta cuadrada que actualmente se encuentra en un avanzado estado de ruina y fundida con las edificaciones adyacentes, pero de obliga visita para disfrutar de la provincia de Valencia haciendo turismo libre.
La fortaleza debió disponer de un recinto amurallado que delimitaba el albacar y al menos cuatro torres. El trazado de la muralla que le rodea se adapta a la topografía del promontorio donde se eleva, delimitando un espacio interior. También se conservan tres de los cuatro lienzos de la muralla, o porciones de muralla comprendidas entre dos baluartes o dos cubos, sobre todo en el lado sur, que presenta una longitud de 57 metros. Este se conserva visible gracias al fuerte desnivel existente que ha impedido adosar construcciones en la cara exterior. El lado Oeste y el Norte presentan edificaciones adosadas en ambas caras. El lienzo del lado Este tiene pérdidas importantes. Del conjunto sólo queda actualmente parte de una de estas torres, que es de planta rectangular, con ventanas en dos plantas y a la que le falta uno de sus parámentos.
La fachada Norte tiene una longitud de 14,50 metros, las Oeste y Este 9 metros, y la perteneciente al lado Sur no se conserva. Estos paramentos de fábrica se alzan 13 metros sobre el nivel actual de la Plaça del Castell.
El castillo debió disponer de un complejo sistema de sótanos y pasadizos subterráneos que se extendían desde la calle de la Señoría a la de Judea. Y se ha comprobado que existen también en la subida al castillo y bajada a la iglesia, pasando por debajo de ésta. En la partida rambla Sércula, rincón de La Cova y dando al río hay una entrada de cueva abierta en terreno gravoso, que se la ve en dirección al castillo, suponiendo que sería algún pasadizo de comunicación entre ambos puntos, en la actualidad no se puede recorrer por estar interrumpido el paso por derrumbamientos.
El monumento es visible, tanto desde la entrada de la población por la carretera de Llíria, como por la de Riba-roja del Túria. En el interior de la población hay diferentes visuales desde las calles que convergen en la colina.
El conjunto urbanístico que rodea la colina mantiene la trama medieval, constituido por edificios de viviendas entre medianeras, con la tipología tradicional de la zona. La altura de las edificaciones es de dos plantas.
Se encuentra bajo la protección de la Declaración genérica del Decreto de 22 de abril de 1949, y la Ley 16/1985 sobre el Patrimonio Histórico Español.
El Ayuntamiento de Vilamarxant ha redactado un Plan Especial de Protección y Conservación del entorno del castillo y del barrio antiguo, para rehabilitar con el fin de recuperar las partes del monumento, torre y murallas, eliminando las edificaciones adosadas al mismo.
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