El interior está constituido por una muralla de gran grosor (2,30 metros de ancho) con torres almenadas que constituyen su contorno, y que se conforman como elementos de defensa y contrafuerte.
Hay torres de planta circular y rectangular, adosadas a la muralla y exentas, denominada ésta torre albarrana. Esta torre se unía a la muralla por su parte superior con un paso de madera o un arco.
El recinto exterior es de menor altura y su función es dificultar el ataque directo al recinto principal. Esta muralla se complementa con otros elementos defensivos, como torre, foso y la propia topografía natural del terreno.
A lo largo de su historia fue alcázar y residencia Real, prisión, y lugar de alojamiento para huéspedes notables. La reconstrucción final del castillo data de finales del siglo XV o a principios del siglo XVI. En 1813 los soldados de Napoleón lo volaron casi en su totalidad antes de abandonar la ciudad, lo que produjo además, debido a su explosión con pólvora, daños en la cercana iglesia de San Esteban.
El pozo es una magnífica obra de ingeniería medieval, abastecía de agua a los moradores del castillo. Está formado por un cilindro central de 63,5 metros de profundidad, circundado por seis husillos con escaleras de caracol de casi 300 peldaños que se comunican entre sí mediante pequeños pasillos concéntricos al pozo, y cuya finalidad era el descenso al fondo para su limpieza y mantenimiento. Está realizado en su totalidad con sillares perfectamente escuadrados.
La Cueva del Moro (descolmatada y topografiada actualmente por el grupo espeleológico edelweiss y por los bomberos de Burgos) es un estrecho pasillo tallado en la roca que comunica el pozo con una cueva situada en los dos recintos amurallados del castillo.
La función de esta galería parece estar relacionada con la defensa del pozo. En los asedios uno de los principales objetivos de los atacantes era evitar el abastecimiento de agua de los asediados. En el castillo de Burgos, existía la posibilidad de envenenar el agua accediendo al pozo a través de minas subterráneas. Por tanto la defensa a esta estrategia es crear una “contramina” que impida al enemigo acceder al pozo. Para completar este complejo sistema defensivo, la galería "cueva del moro” se refuerza con trampas: en los dos extremos de la galería se abren dos profundos fosos difíciles de salvar.
El castillo carece de torre del Homenaje, el elemento emblemático de los castillo medievales, y en su lugar se levantó un palacio que sirvió como residencia real y palacio de Alfonso X.
Con la invasión napoleónica los soldados franceses establecen en el su batería imperial en lo que ahora es el pabellón arqueológico. Conocen la vulnerabilidad de la parte norte de la fortaleza ya que allí se concentran la mayor parte de las galerías subterráneas. Por ello, se instalan en el cerro de San Miguel y construyen un avance defensivo conocido como hornabeque.
Cuatro años después, y con su retirada, el castillo es testigo de los últimos preparativos que el contingente galo, vencido, realiza antes de su marcha definitiva. Las huestes ocupantes trabajan sin descanso en el interior del Castillo. El objetivo es hacer desaparecer cualquier material, bélico o documental, que pudiera serle útil al enemigo; el procedimiento elegido es volar la fortaleza
La hacen saltar por los aires sin dar tiempo a la evacuación de los últimos soldados. Más de doscientos militares franceses mueren en la explosión, que estremece a toda la población.
La iglesia de Santa María La Blanca queda destruida, se pierde buena parte de las vidrieras de la catedral y se producen daños en el antepecho de la torre del crucero así como en la iglesia de San Esteban mientras, en la chopera del Carmen, se localizan bastantes cadáveres de soldados franceses.
Para saber como era el Castillo podemos recurrir a los viajeros de otros tiempos que describen el palacio como un edificio porticado con tres pisos abiertos al patio de armas; el interior esta decorado con motivos estucados mudéjares, algunos de los cuales se pueden contemplar actualmente en el Arco de Santa María, entrada principal de la antigua ciudad medieval de Burgos.
(Burgospedia)