Il toponimo Castro deriva dal latino Castrum che significa fortezza. Il luogo era frequentato già in epoca protostorica, come attestato da numerosi rinvenimenti. Nel territorio di Castro si trovava il dolmen di Sgarra, oggi scomparso. Fu un centro messapico e divenne colonia romana nel 123 a.C. con il nome di Castrum Minervae (così come lo si ritrova nella tavola peutingeriana). Secondo la tradizione qui sarebbe infatti sorto un tempio dedicato a Minerva, i cui resti sono stati rinvenuti in seguito a dei lavori di restauro e di consolidamento del castello e delle mura.
La località è stata identificata da alcuni studiosi e ricercatori dell'Università del Salento, fra cui il Professore Francesco D'Andria, come il primo luogo di sbarco di Enea in Italia, sbarco avvenuto secondo l'Eneide virgiliana nei pressi di un tempio di Minerva visibile dal mare. Il luogo dello sbarco è stato tuttavia identificato anche con Porto Badisco o Roca Vecchia.
Fu una delle prime città del Salento ad essere elevata al rango di contea e fu una delle prime ad essere eletta a sede vescovile (nel 682 da papa Leone II).
Castro era un raro esempio di città fortificata ed il suo castello, giudicato inespugnabile per la sua posizione naturale (era costruito su di un promontorio protetto da un lato dal mare e dall'altro da uno ripido dirupo) e per la solidità della sua costruzione, fu annoverato nei registri angioini del 1282 come uno dei castelli più importanti del regno.
La decadenza della città cominciò con la fine del feudalesimo ed il colpo di grazia fu la soppressione della diocesi avvenuta nel 1818. Appartenne al comune di Diso fino al 1975.
Oggi è conosciuta per la bellezza del suo mare ed è nota località balneare e meta di numerosi turisti, Castro Marina, infatti, viene definita la Portofino del Salento.