La parte principal de la fortificación la construyó el arquitecto Pere Salvà, que también trabajó en el palacio de la Almudaina, con otros maestros de obras entre los años 1300 y 1311 para Jaime II. Para su construcción, buena parte de la piedra se extrajo de una cueva-cantera del mismo monte, debajo de la fortificación, cosa que ha provocado grietas en el edificio. Cuando se necesitaba piedra más dura, se traía de Portals Vells (Calviá) y de Santañí.

El castillo desempeñó al principio las funciones residenciales para las cuales fue construido, en tiempo de los reyes Jaime II, Sancho y Jaime III de Mallorca. También lo habitó el rey Juan I de Aragón, huyendo de la peste que atacaba al continente (1394). En el siglo XVII fue residencia esporádica de algunos virreyes. Como fortificación sufrió también diferentes asedios. El primero en el año 1343, durante la campaña de reincorporación del reino de Mallorca a la Corona de Aragón, por Pedro el Ceremonioso; el siguiente, en el año 1391, durante la revuelta contra el Call; y el último, el año 1521, en el cual sufrió el único asalto de su historia, durante la rebelión de las Germanías.

 Torre del homenaje

El castillo estaba gobernado por un castellano. En el año 1408, el rey Martín el humano concedió la señoría de Bellver a la cartuja de Valldemosa. En el año 1459, llegó a Mallorca el príncipe de Viana para tomar posesión de los castillos de la isla, de acuerdo con el pacto con su padre, Juan II que lo hacía señor de Mallorca, aunque no le concedeió la señoría ni le cedió el castillo de Bellver.

Como recinto, desde el siglo XIV se utilizó como prisión, primero de la reina Violante y de los príncipes Jaime e Isabel y de otros partidarios del rey Jaime III, después de su muerte en la batalla de Lluchmayor (1349). Durante la guerra de Sucesión, de felipistas, y, después de la victoria borbónica, de austracistas.

 Lápida que recuerda el fusilamiento del General Lacy en el castillo de Bellver, colocada en el mismo lugar de su ejecución

En el siglo XIX, durante la guerra de la Independencia Española, de prisioneros franceses de la batalla de Bailén, y, después, de presos políticos, el primero y el más famoso de los cuales fue el ministro Gaspar Melchor de Jovellanos (1802-1808), que hizo la primera descripción del castillo y encargó los primeros planos y dibujos, así como una descripción botánica y geológica del pinar circundante, fundando con ellas el movimiento conservacionista del patrimonio. El físico francés François Aragó, que participaba en la medición del meridiano de París, se refugió allí, acusado de espionaje por la población. Lo siguieron el general liberal Luis Lacy, fusilado aquí en 1817; los liberales Esteve Bonet i Perelló, Joan Coll Crespí y otros (1824) y Miquel Bibiloni i Corró (1867), republicanos catalanistas como Valentí Almirall (1869), el restaurador de la monarquía borbónica en España con Alfonso XII, Arsenio Martínez Campos (1874) y diferentes carlistas.

Ya en el siglo XX, con el advenimiento de la II República, el castillo y su entorno fueron cedidos al Ayuntamiento de Palma con la condición de que se destinara a un museo de arte antiguo, como desde el mismo consistorio se sugirió. Durante la Guerra Civil recuperó su uso de prisión, encerrándose en el castillo a hasta 800 presos republicanos, que fueron empleados como mano de obra forzada en la construcción de la actual carretera de acceso al castillo.[1]​ Entre estos presos se encontraba Alexandre Jaume, que como diputado había conseguido la cesión del castillo a la ciudad, y Emili Darder, alcalde en el momento de la cesión; ambos fueron fusilados después. Terminada la posguerra, el Ayuntamiento retomó los esfuerzos para la conversión del castillo en uso cultural, para lo que en 1947 comenzaron las reformas en profundidad que culminaron en la inauguración en 1976 del Museo de Historia de la Ciudad de Palma.

 Terraza del castillo de Bellver↑ Canyellas, Tomeu; Ferrero-Horrach, Aina (2018). Ajuntament de Palma, ed. Bellver, presó franquista (en catalán). ISBN 978-84-87159-94-7.