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De planta cuadrada con robustos cubos circulares sobresaliendo en sus esquinas, el conjunto es de poca elevación y está diseñado para el uso de la artillería. La propia mota y los escombros sirvieron para terraplenar el interior de la fortaleza y conseguir la plataforma actual que ciñen sus muros, a la manera de lo que estaba previsto en Berlanga y que no llegó a terminarse.

Posiblemente sea uno de los castillos más avanzados para su época. En el siglo XV, la villa de Grajal pasa a manos de la familia de los Vega. Un descendiente de éstos, Hernando, comienza a levantar el actual castillo a principios del siglo XVI sobre los restos de otro anterior, que fue concluido por su hijo Juan de Vega y Acuña, conde de Grajal.