Le castrum de Roca Martina apparaît dans les textes à la fin du XIe siècle (vers 1096) lorsque ses seigneurs -Raimond, Gérald et Pons- vendent leur part de dîme à l’abbaye Saint Victor de Marseille, pour financer leur « voyage » vers la Terre Sainte (1ère croisade).

Au milieu du XIIe siècle (entre 1147 et 1162) Raimond Catel cède Roquemartine à Hugues Sacristain. La petite-fille de ce dernier -Porceleta-, au début du XIIIe siècle, l’apporte en dot à Peire de Lambesc. A son décès (1221), ses enfants et petits-enfants héritent de la place. Aucun n’en « profitera » car l’année suivante, les armées de Raimond Bérenger V, en pleine reconquête du comté de Provence détruisent le castrum. La place et son péage (Roquemartine contrôlait l’un des principaux passages entre la vallée de la Durance et le sud des Alpilles) sont confiés à un fidèle du comte : Albe (ou Albeta) de Tarascon. Ses droits lui seront confirmés en décembre 1237. C’est à cette famille (et aux revenus du péage) que l’on doit le château que nous connaissons aujourd’hui (milieu du XIIIe siècle pour J.P. Nibodeau, milieu XIVe siècle pour D. Dieltiens et seconde moitié du XVe siècle pour J. Mesqui).

Les « tourments » de la guerre resurgissent à Roquemartine à fin du XIVe siècle : en juillet 1384, les Tuchins d’Etienne Augier dit Ferrugat prennent, sans difficulté, le château. Cinq ans plus tard, Raimond Roger de Beaufort (vicomte de Turenne) en conflit avec la papauté avignonnaise et le comté de Provence s’empare des Baux et de Roquemartine (après l’avoir incendié). Malgré plusieurs sièges et tentatives de reprise par les milices des États Pontificaux, c’est le maréchal Boucicaut en 1399 qui libère la place en « achetant » ses défenseurs. Le château fortement endommagé fait l’objet de campagnes de restauration / modernisation (chapelle -XVe-, fenêtre à meneaux -fin XVe-, cheminée du logis ouest, canonnière du bâtiment sud…).

Au début du XVIIe siècle le castellas est abandonné au profit du nouveau château, bâti en plaine.