A ocupação humana da Berlenga Grande (única habitável) remonta à Antiguidade, sendo assinalada como ilha de Saturno pelos geógrafos romanos. Posteriormente foi visitada por navegadores muçulmanos, viquingues, corsários franceses e Ingleses.

Em 1513, com o apoio da rainha D. Leonor, monges da Ordem de São Jerónimo aí se estabeleceram com o propósito de oferecer auxílio à navegação e às vítimas dos frequentes naufrágios naquela costa atlântica, assolada por corsários. Fundaram o Mosteiro da Misericórdia da Berlenga no local onde em 1953 foi construído um restaurante. No entanto, a escassez de alimentos, as doenças e os constantes assaltos de piratas e corsários marroquinos, argelinos, ingleses e franceses, tornaram impossível a vida de retiro dos frades, muitas vezes incomunicáveis devido à inclemência do mar.

No contexto da Guerra da Restauração, sob o governo de D. João IV (1640-1656), o Conselho de Guerra determinou a demolição das ruínas do mosteiro abandonado e a utilização de suas pedras na construção de uma fortificação para a defesa daquele ponto estratégico do litoral. Embora se ignore a data em que as obras foram iniciadas, já em 1655, quando ainda em construção, resistiu com sucesso ao seu primeiro assalto, ao ser bombardeada por três embarcações de bandeira turca.

Em 1666, no contexto da tentativa de rapto da princesa francesa Maria Francisca Isabel de Saboia, noiva de Afonso VI (1656-67), uma esquadra espanhola integrada por 15 embarcações intentou a conquista do forte, defendido por um efetivo de pouco mais de duas dezenas de soldados sob o comando do Cabo António Avelar Pessoa. Numa operação combinada de bombardeio naval e desembarque terrestre os atacantes perderam, em apenas dois dias, 400 soldados em terra e 100 nos navios (contra um morto e quatro feridos pelos defensores), sendo afundada a nau Covadonga e sériamente avariadas outras duas, afundadas no regresso a Cádiz. Traída por um desertor, sem mais munição e mantimentos, a praça finalmente rendeu-se perdendo nove das peças da sua artilharia capturadas pelos invasores.

No tempo da Guerra Peninsular, foi utilizada como base de apoio pelas forças inglesas, numa campanha de guerrilha na qual colaborou ativamente a população de Peniche.

Posteriormente sofreu obras de restauração, com a reedificação da Capela no seu interior.

Durante a Guerra Civil Portuguesa (1828-1834), a fortaleza encontrava-se em mãos dos partidários de Miguel I de Portugal (1828-1834). Com deficiência de artilharia, entretanto, não resistiram diante do assalto dos liberais que a utilizaram como base para o assalto à cidadela de Peniche, reduto dos miguelistas.

Sem maior valor militar, diante da evolução dos meios bélicos no século XIX, foi desartilhada (1847) e abandonada passando a ser utilizada como base de apoio para a pesca comercial.

Em meados do século XX foi parcialmente restaurada e aberta ao turismo adaptada como pousada. Actualmente funciona apenas como casa-abrigo, sob a gestão da Associação dos Amigos das Berlengas.