Castell termenat documentat per primer cop l'any 996. Es tenen notícies documentals de Llívia des d'època romana i d'una fortalesa en aquest lloc en època visigòtica quan el castell és esmentat com a «Castrum Libyae quod est Cerritaniae caput» l'any 672.[1] No obstant això, les excavacions arqueològiques no han detectat pràcticament restes estructurals anteriors al segle ix. Originàriament, seria un castell roquer d'estructura simple, que aprofitava la topografia del lloc. Posteriorment, al segle xiii, aquesta fortificació es va reformar, segurament degut a la consolidació d'una frontera militar amb el regne de França, com a resultat del Tractat de Corbeil (1258) i la posterior creació del regne de Mallorca, que comprenia els comtats de la Cerdanya, el Rosselló, la senyoria de Montpeller i les Illes Balears (1279-1349). En aquest moment, s'implanta un nou tipus de fortificacions lligades a l'art gòtic. Els castells passen a ser més grans, amb una planta regular organitzada a l'entorn d'un pati central. El castell de Llívia és un dels exemples més destacats d'aquesta tipologia de castell.

Al llarg dels segles xiv i xv el castell de Llívia va ser la principal fortificació del comtat de Cerdanya i rebé nombrosos privilegis dels monarques catalanoaragonesos i dels reis de Mallorca. L'any 1344, el deposat rei de Mallorca, Jaume III, el va atacar sense èxit. Ja entrat el segle xv, a conseqüència del conflicte entre la Generalitat i el comte rei Joan II, conegut com a guerra civil catalana, (1462-1472), es va produir la intervenció francesa. D'acord amb el Tractat de Baiona (1462), el monarca català va empenyorar els comtats del Rosselló i la Cerdanya a canvi de l'ajut econòmic i militar francès. Un cop finit el conflicte, el castlà del castell, Damià Descatllar, es va revoltar contra el domini francès. L'any 1478 el castell va ser assetjat durant catorze mesos i, finalment, va capitular. Un cop conquerida la fortalesa, Lluís XI ordenà enderrocar-la (1479). A principis del segle xvi, hi hagué un breu intent de reconstrucció al sud-est i algunes ocupacions puntuals durant la Guerra dels Segadors (1640-1659). Finalment, cal esmentar l'ús puntual del castell per a activitats ramaderes.[2][3]

L'any 2013,es va inaugurar la restauració del castell. Les obres, s'iniciaren l'any 1994 i, atesa la complexitat del projecte, duraren dinou anys. S'han dut a terme amb el suport tècnic i econòmic de la Diputació de Girona.