Πήρε τη σημερινή του μορφή κατά την ύστερη οθωμανική περίοδο έχοντας ενσωματώσει μεγάλο μέρος της προγενέστερης βυζαντινής οχύρωσης.
Το κάστρο των Ιωαννίνων ήταν μια καστροπολιτεία που δημιουργήθηκε κατά την Μεσοβυζαντινή περίοδο. Παρόλο που στο πέρασμα του χρόνου δέχθηκε διάφορες ενισχύσεις και τροποποιήσεις, το σχήμα και το μέγεθος του κάστρου παρέμειναν βασικά τα ίδια με εκείνα της βυζαντινής περιόδου, με τη διαφορά ότι τα εξωτερικά τείχη ανακατασκευάστηκαν εξ ολοκλήρου από τον Αλή πασά.
Το 13ο αιώνα, με την εγκαθίδρυση του Δεσποτάτου της Ηπείρου, τα Ιωάννινα έγιναν το δεύτερο σημαντικότερο αστικό κέντρο της Ηπείρου, μετά την Άρτα. Ο ιδρυτής του Δεσποτάτου Μιχαήλ Α’ Κομνηνός Δούκας ανοικοδόμησε τμήματα των τειχών της πόλης και εγκατέστησε στο κάστρο μέλη αριστοκρατικών οικογενειών που είχαν φύγει από την Κωνσταντινούπολη μετά την άλωση από τους Φράγκους το 1204. Αυτό έδωσε στην πόλη μια νέα πληθυσμιακή, οικονομική και πνευματική ώθηση. Σε όλη την υστεροβυζαντινή περίοδο (13ος-15ος αιώνας), η πόλη των Ιωαννίνων γνώρισε ιδιαίτερη ανάπτυξη. Η οικονομική ευμάρεια δημιούργησε μια εύπορη και ισχυρή αστική τάξη που, όπως αποδείχτηκε σε πολλές περιπτώσεις, είχε τον πρώτο λόγο στις αποφάσεις για την πορεία της πόλης.
Η μορφή του κάστρου των Ιωαννίνων είναι σε μεγάλο βαθμό αποτέλεσμα των εργασιών που έγιναν επί των ημερών του Αλή πασά που ολοκληρώθηκαν πριν το 1815. Μεταξύ των άλλων, ο Αλή πασάς έκτισε στο Ιτς Καλέ, στη θέση της ακρόπολης του Βοημούνδου, το μεγαλοπρεπές σεράι του. Το 1913 τα Ιωάννινα παραδίδονται στον Ελληνικό Στρατό. Το κάστρο, με επίκεντρο το Ιτς Καλέ, μετατρέπεται σε στρατόπεδο. Το 1978 ο χώρος του κάστρου πέρασε στη δικαιοδοσία του Υπουργείου Πολιτισμού.
