La primera noticia documentada del castillo se remonta al 963 como Castrum vetula (Castillo Viejo), y se menciona el personaje Gilelmus como señor del castillo en una escritura de confirmación de tierras hecha en San Cugat. Entonces, los castillos y posesiones de Castellví de Rosanes y Castellví de la Marca pertenecían a una misma familia, los Castellví o Castellvell. Esta familia tuvo mucha influencia en la corte condal y la ciudad de Barcelona.
El nombre de Rosanes proviene del apellido originario Rodanes (esta denominación fue también la primitiva del castillo de Eramprunyá), y Castellvell derivó con el tiempo en Castellví, topónimo que se encuentra en Castellví de Rosanes y Castellví de la Marca, aunque la denominación de «viejo» tiene varias teorías: una de ellas es la necesidad de diferenciarse del cercano castillo de Rosanes (o de Pairet), edificado posteriormente, otra se debe al hecho de existir unos cimientos romanos, y la última es la que hace referencia a la reedificación del castillo primitivo (o Viejo) después de su destrucción hecha por Almanzor (985). Actualmente también es conocido como castillo de Santiago.
El Castillo Viejo de Rosanes, a pesar de su extraordinaria importancia histórica y su interés arqueológico, es un monumento que se encuentra inmerso en un grave proceso de degradación.