Cetatea medievală de la Gilău este menţionată prima oară într-un document din 1428. Ulterior în 1456 este menţionat palatul episcopal. Episcopul Gereb Ladislau (1475-1501) transformă cetatea într-un palat rezidenţial fortificat de tip renascentist. În sec. al XVI-lea devine reşedinţa reginei Isabela, realizându-se mai multe reparaţii. În prima jumătate a secolului al XVII-lea domeniul devine proprietatea lui Rákóczi
Gheorghe I, edificiile fiind reamenajate şi extinse. După mijlocul sec. al XVII-lea, sunt reconstruite fortificaţiile castelului, iar cetatea medievală devine un castel cu funcţie de reşedinţă princiară. Tot acum sunt demolate clădirile din curtea cetăţii, fiind construite altele ataşate zidurilor de incintă. În 1676 proprietatea este redobândită de Bánffy Gheorghe. La începutul sec. al XVIII-lea castelul suferă deteriorări importante în timpul războiului curuţilor (1703–1711).

În toamna anului 2014 au fost realizate mai multe sondaje pentru verificarea cotelor fundaţiilor castelului şi stabilirea relaţiei topografice a monumentului medieval cu castrul roman. Cu această ocazie a fost cercetat şi şanţul de apărate care înconjoară castelul şi care, pe escarpa spre exterior, are şi un zid de suport. Acest şanţ, pe latura de vest a castelului, a distrus sistemul defensiv roman de la latura de est a castrului.
Cercetările au continuat în 2015, în partea de est a curţii interioare a castelului, dezvăluind o parte din clădirea palatului episcopal, dezafectată în secolul al XVII-lea, când planimetria castelului capătă, în mare parte, forma sa actuală. Între 2016 şi 2023, săpăturile preventive au vizat zonele unde s-a intervenit în cadrul proiectului de reabilitarea al castelului cum ar fi: introducerea canalizării şi conductelor de apă, amenajarea curţii interioare, etc.
Detalii semnificative privind castelul în perioada medievală şi modernă au fost puse în lumină şi cu ocazia cercetărilor arheologice preventive din anii 2024-2025.

Spre mijlocul secolului al XIX, Dionisie Banffy, fiul guvernatorului Transilvaniei, a reconstruit castelul pe ruinele existente, distrugând şanţul şi elementele de fortificaţie. Cu această ocazie este organizat şi parcul dendrologic al castelului.