已知最早建于此处的要塞是羅馬帝國皇帝克劳狄乌斯用来保护伦迪尼乌姆（Londinium）的罗马城堡。

在1078年，征服者威廉命令人建造白塔以保卫诺曼人免受那些住在伦敦市的人的袭击并保卫伦敦免受其他人的攻击。较早时的要塞（包括罗马的那个）都是用木建造的，不过， 威廉命令他的下属用他从法国运回来的大石来重建那座塔。狮心王理查修建了围绕城墙的护城河，并把泰晤士河水引入。护城河的修建一直不太成功，直到亨利三世引用了一种荷兰护城河修建技术。后来护城河水于1830年被抽乾，在河底的废物中发现了人类骨骸。

13世纪，可能早在约翰国王统治时的1204年，这裏建成了皇家动物园，裏面饲养了可能是从亨利一世在1125年建在牛津附近伍德斯托克的行宫的动物园运来的动物。伦敦塔动物园的成立时间通常被记为1235年，当时亨利三世从神圣罗马帝国皇帝腓特烈二世那裏收到三只豹作为结婚礼物（史料记载如此，但实际上它们有可能是狮子）。在1264年动物馆被移到西面正门附近的Bulwark，该处也因此恰当地改名为狮塔。伊丽莎白一世偶尔将其开放供公众参观。到1804年年动物园开始定期对公众开放。威廉·布莱克正是在这裏见到了老虎而被引发出了诗的创作灵感。最后一任主管Alfred Cops1822年接管动物馆时发现展品状态凄惨，他设法添加了新的展品并发布了带讲解的展品科学目录。然而不幸的是动物馆终究要关门。新的建于摄政公园的伦敦动物园即将开园，基于商业上的原因和动物福利方面的考虑，动物被移到了那所动物园。最后的动物在1835年被运走，狮塔的大部分也被拆毁，但狮门则被保留下来。

爱德华一世曾在第一次苏格兰独立战争期间在伦敦塔造了笼子想将俘获的苏格兰国王罗伯特一世的年幼女儿马乔丽关在其中悬挂在伦敦塔外，但最终没有实施。

下层社会的犯人通常在塔外的一处地点被执行绞刑，一些著名的犯人，比如托马斯·莫尔在塔丘（Tower Hill）被公开处决。贵族（尤其是女性）有时被秘密在组合建筑的绿塔中砍头处死，然后被埋葬在绿塔旁边鎖鏈中的聖彼得皇家禮拜堂（拉丁文ad Vincula有“在锁链中”之意，因此圣彼得是监狱犯人合情合理的主保聖人）。在塔外处死的一些贵族也被埋葬在这个礼拜堂裏。

在塔内被按叛国罪处死的有：

黑斯廷斯第一任男爵威廉·黑斯廷斯（1483年） 安妮·博林（1536年） 索利兹伯里第八任女伯爵玛格丽特·波尔（1541年） 凯瑟琳·霍华德（1542年） 罗奇福德子爵夫人简·博林（1542年） 琴·格蕾（1554年） 埃塞克斯第二任伯爵罗伯特·德弗罗（1601年）

安妮·博林皇后在1536年因為跟五個男人偷情[來源請求]被砍头，据称有人看到她在腋下夹着头颅绕着塔走动。[來源請求]

英格兰国王爱德华四世的兄弟克莱伦斯公爵乔治1478年二月在塔中被（依叛国罪）处决，但并非被斩首（大概也并非如莎士比亚所写的被溺死在一大桶马姆齐酒裏）。爱德华四世的两个儿子，爱德华五世和他的兄弟约克公爵，也在他们的叔父理查三世登基后被关进伦敦塔，从此失踪，一般认为被害，究竟他们身上发生了什么至今仍是个谜。在伦敦塔被囚最久的是理查三世的外甥威廉·德·拉·波尔，他因涉嫌阴谋反对新建立的都铎王朝新君亨利七世，于1502年被捕并被关押直至1539年去世。

如其他城堡一样，伦敦塔作为要塞的军事用途随着火炮的发明而荒废了。然而该塔一直被用作军械局总部，直到1855年。偶尔该塔还被用作监狱，甚至在两次世界大战中。1780年，塔中关押了唯一的一个美国犯人，亨利·劳伦斯，前大陆会议的主席。在第一次世界大战中，11个德国间谍被在塔裏枪决。1941年8月15日，约瑟夫·雅各布斯下士成为了第二次世界大战中最后一个被枪决的德国间谍。接下来的一年，希特勒的副手鲁道夫·赫斯被在此关押了4天。滑铁卢兵营，现在存放皇冠珠宝的地方，作为"第一燧发枪手营（伦敦市团）"服役到1950年代；1952年克雷双胞胎因没有报告国家兵役，短暂地关押在此，使他们加入该塔最后的囚徒之列；最后的长期关押英国公民是叛逆的军官Norman Baillie-Stewart，从1933年到1937年。

Anne Askew是记录上唯一在塔中被拷问的妇女，她在1546年被带到那裡。

虽然不再被王室占据，该塔官方上还是王室官邸，因此保有永久卫兵（由组成白金汉宫国王卫兵的单位建立）。在塔开放的时候维持两个哨兵，一个位于珍宝馆外，一个位于皇后馆外。