Na skalistym cyplu nad doliną Prądnika, za panowania Kazimierza Wielkiego wzniesiony został zamek królewski. Dnem doliny prowadził trakt handlowy i strategiczny łączący Kraków z Wrocławiem oraz Pomorze z Lwowem. Miejsce, na którym wzniesiono zamek było silnie umocnione już w 1315 r. Gotycki zamek Kazimierza Wielkiego miał wysoką wieżę zwaną "Dorotką". Górował o 7 m nad poziomem dzisiejszego dziedzińca a ówczesnego podzamcza. Zamek pozostawał własnością królewską. W 1377 r. król Ludwik Węgierski nadał zamek Piotrowi Szafrańcowi. W rękach Szafrańców zamek pozostawał do 1608 r. Dwaj z nich Piotr i Krzysztof wykorzystywali położenie zamku na szlaku handlowym i zajmowali się rozbojem (XV w.). Ich potomkowie w XVI w. byli znanymi mecenasami sztuki i nauki.
W XV w, rozbudowano zamek na planie nieregularnym. W narożniku południowo - zachodnim wybudowano dom mieszkalny, jednotraktowy i dwudzielny, a obok stanął budynek dochodzący do skały, na ktorej wznosił się stary zamek. Wzniesiono również cylindryczną basztę od zachodu.
W latach 1542-1580 Stanisław Szafraniec przebudował średniowieczny zamek na renesansową siedzibę magnacką. Połączył luźno stojące budynki zamkowe. Dodał im trzykondygnacjowe krużganki arkadowe. Nad bramą od strony dziedzińca wprowadzono dwie kondygnacje loggi.
W 1640 r. zamek został wlasnością Michala Zebrzydowskiego, starosty lanckoronskiego. Wzniósł on od strony wschodniej umocnienia złożone z dwóch bastionów i bramy przejazdowej w kurtynie.
Podczas najazdu szwedzkiego w 1655 r. zamek został znacznie zniszczony i złupiony pomimo posiadanych fortyfikacji bastionowych. Nowi własciciele, Wielopolscy, doprowadzili zamek do dawnej świetności. Również oni odbudowali zamek po pożarze w 1718 r. W latach 1842-1896 zamek był własnoscią Mieroszewskich. Kolejny pożar w 1850 r. zniszczył bibliotekęzamkową i bogate wyposażenie wnętrz. W czasie powstania styczniowego (1863 r.) przebywał tu oddział Mariana Langiewicza. Zmuszony został jednak do wycofania się w wyniku szturmu wojsk carskich. Artyleria rosyjska uszkodziła zamek i spowodowała kolejny pożar. W trakcie odbudowy przeprowadzonej w latach 1866-77 zabudowano krużganki wewnętrznego dziedzińca i rozebrano mocno zniszczoną wieżę gotycką - "Dorotkę". Zamek został opuszczony pod koniec XIX w. Niszczał coraz bardziej. W roku 1905 wykupiła go spółka, którą utworzył Adolf Dygasiński. Zamek został przekształcony w pensjonat. W tej roli funkcjonował do wybuchu II wojny światowej.
W latach 50-tych zrealizowano badania archeologiczne i prace konserwatorskie prowadzone przez A. Majewskiego, przywracając zamkowi wygląd zbliżony do tego, jaki miał w XVI i XVII w. Zniwelowano wtedy część XVIII i XIX-wiecznych dobudówek i odsłonięto renesansowy dziedziniec arkadowy. Odtworzono także loggię widokową.
Obecnie w zamku mieści się muzeum - oddział Państwowych Zbiorów Sztuki na Wawelu.