Το κάστρο είναι χτισμένο στη θέση του αρχαίου Ηρακλείου (ή Ηράκλειας).
Στον Περίπλου του Ψευδο-Σκύλακα (4ος αι. π.Χ.), αναφέρεται ως «πρώτη πόλις Μακεδονίας, Ηράκλειον».
Πρόσφατες ανασκαφές έχουν φέρει στο φως κεραμική ευβοϊκής, πρωτοκορινθιακής προέλευσης, καθώς και γεωμετρικής εποχής από την Ανατολική Ελλάδα, τα οποία δείχνουν παρουσία Ελλήνων ίσως και από τον 8ο αι. π.Χ.
Το τοπωνύμιο Πλαταμώνας αναφέρεται για πρώτη φορά το 1198 σε χρυσόβουλο του βυζαντινού αυτοκράτορα Αλεξίου Κομνηνού Α΄.
Μετά τη Δ’ Σταυροφορία (1204), με την είσοδο των Φράγκων στην Ελλάδα, η Πιερία παραχωρήθηκε (ως τμήμα του Βασιλείου της Θεσσαλονίκης) στον Βονιφάτιο τον Μομφερατικό, το 1204.
Τα κάστρα του Κίτρους και του Πλαταμώνα παραχωρήθηκαν σε ιππότες του.
Το κάστρο του Κίτρους πήρε ο Βίριχ φον Ντάουν και ο Λομβαρδός Ρολάντο Πίκε ή Πίσκια πήρε τον Πλαταμώνα.
Ο τελευταίος έκτισε εκεί το κάστρο, κάπου μεταξύ των ετών 1204 και 1222, μετά από εντολή του Βονιφάτιου , στη θέση της μεσοβυζαντινής οχύρωσης, με σκοπό τον έλεγχο του περάσματος από τη Μακεδονία στη Θεσσαλία.
Επίσης, ιδρύθηκαν λατινικές εκκλησίες στον Πλαταμώνα και στο Κίτρος, με καθολικό επίσκοπο (στο Κίτρος η καθολική επισκοπή θα διαρκέσει μέχρι την κατάληψη της Μακεδονίας από τους Τούρκους, στα τέλη του 14ου αιώνα).
Σχετική αναφορά υπάρχει στο Χρονικό του Μορέως
Περί το 1224 το Κάστρο του Πλαταμώνα κυριεύτηκε από τον Θεόδωρο Α΄ Κομνηνό το Δούκα, όταν αυτός κατέλυσε το Φραγκικό Βασίλειο της Θεσσαλονίκης.
Το κάστρο στη συνέχεια υπό τον έλεγχο του αδερφού του, Μανουήλ Κομνηνού Δούκα. Στη συνέχεια προσαρτήθηκε στο Δεσποτάτο της Ηπείρου από τον Μιχαήλ Δούκα.
Μετά τη μάχη της Πελαγονίας (1259), καταλήφθηκε από τον αυτοκράτορα της Νικαίας Μιχαήλ Η΄ τον Παλαιολόγο και χρησίμευσε ως φυλακή των Φράγκων οι οποίοι είχαν πιαστεί αιχμάλωτοι στη μάχη αυτή.
Ο Πλαταμώνας θα ξαναχρησιμοποιηθεί ως φυλακή για τους επαναστάτες Ζηλωτές, το 1345, όταν αυτοί ηττήθηκαν από τον Απόκαυκο.