El actual castillo de Gormaz ha conocido distintas fases constructivas. Ya en el siglo X existía en este cerro una fortaleza musulmana, edificada sobre una construcción anterior y que fue reestructurada a finales de aquella misma centuria. Este último dato lo conocemos gracias a una lápida conmemorativa musulmana que se halló en su interior y que nos informa de la reconstrucción que conoció la fortaleza en el año 965, durante el califato de Al- Hakam II. Durante la Baja Edad Media fue objeto de añadidos y restauraciones que no han desvirtuado el carácter de fortaleza musulmana que se le imprimió en su primera construcción.

El castillo hispano-musulmán de Gormaz es uno de los más bellos ejemplos de castillo roquero de la Alta Edad Media castellana, ostentando la particularidad de ser una de las fortalezas en piedra, más antiguas del continente europeo. Posee una planta alargada, que con casi un kilómetro de perímetro, lo convierte también en la fortaleza más larga de Europa. Gormaz conserva aún su primitiva estructura de alcazaba islámica, con una doble finalidad de fortaleza militar y recinto habilitado no sólo para alojar al ejército, sino también a la población civil dependiente de ella en caso de peligro.

Arquitectónicamente hablando, sus muros de piedra presentan hacia el exterior 26 torres que, asentadas directamente en la roca, se adaptan perfectamente al terreno. Ello hace que el castillo sea prácticamente inexpugnable en algunos de sus lienzos, por lo que no se hizo necesaria la construcción de una barrera que lo protegiera. La altura de estas torres es aproximadamente de diez metros, estando construidas de forma maciza en su base, por lo que son solamente habitables en la zona superior de su terraza. En uno de los ángulos del recinto, donde se unen el lienzo que parte del Norte y el del Sur, se encuentra una torre trapezoidal en cuya decoración encontramos elementos celtibéricos e islámicos como consecuencia de la reutilización de materiales.

Se accede al castillo por una gran puerta situada en el Sudoeste del recinto que nos conduce, a través de un paso acodado defendido por una torre con elementos califales, al núcleo del castillo propiamente dicho. Aunque éste es de época cristiana, se utilizaron en su construcción elementos islámicos. Consta de seis torres a las que anteriormente se accedía por medio de un puente que salvaba un foso, actualmente cegado. Se conservan aún en el interior de los muros de esta fortaleza de Gormaz distintos recintos interiores, pozos y un aljibe, así como restos de otras construcciones destinadas en origen a caballerizas y almacenes. A pesar de que actualmente se encuentre en su mayoría derruido, no ha perdido su aspecto de fortaleza única en su género.

El poblamiento en la zona de Gormaz se remonta a épocas tempranas. Existen restos de un castro celtibérico en las laderas del cerro donde se asienta el castillo, teniendo incluso el nombre de la localidad raíces prerromanas. Pero su importancia estratégica nació con la irrupción de los musulmanes en la Península Ibérica, que en el siglo X hicieron de la zona de Gormaz un importante puesto fronterizo que controlaba la denominada "Marca Media". Ésta permitía la existencia de una base de operaciones militares que desde Toledo a Medinaceli, en Soria, defendía la zona del Duero y el acceso al valle del Ebro.