Des fouilles menées au XIXème siècle ont montré un habitat préhistorique dans les environs. Des vestiges gallo-romains ont également été mis au jour.
Sur le site lui-même un premier château est construit autour d’un donjon carré dès la fin du XIème siècle. Au XIIIème les comtes de Vaudémont agrandissent le château vers l’est et ajoutent une tour porche munie d’un pont-levis, des tours de flanquement et un logis seigneurial.
Au XVème siècle les Neufchâtel réalisent une adaptation pour l’artillerie de grande ampleur avec une double enceinte au nord entourée d’un fossé et une chemise d’artillerie au sud, toutes deux munies d’un grand nombre de bouches à feu.
La forteresse est rasée en 1670 par les troupes de Louis XIV après plusieurs sièges successifs.
Des moines Capucins et des soeurs de Notre Dame obtiennent l’autorisation de s’installer sur les ruines au début du XVIIIème siècle.
Le bâtiment des moines, transformé en maternité en 1905, brûle durant la seconde guerre mondiale. Il est rasé au début des années soixante et deux bâtiments HLM disgracieux sont installés sur le site en 1970.
L’association du Vieux Châtel est créée par Jacques Debry en 1972 pour contrer les effets de ce programme malencontreux et pour commencer à dégager les ruines. Les travaux d’entretien et de mise en valeur se poursuivent sans relâche depuis cette date, notamment grâce à des chantiers de bénévoles internationaux qui se déroulent chaque été.