Sus obras comenzaron en 1592, contando con una planta pentagonal. Su construcción fue encomendada a Tiburcio Spannocchi, ingeniero de origen italiano, al servicio de Felipe II, dentro de un programa de defensa de la frontera aragonesa con Francia.

El modelo para esta fortificación corresponde ya a los nuevos esquemas de arquitectura militar derivados del uso de la artillería, en la que predominaban los muros más bajos y gruesos, con taludes y emplazamientos específicos para cañones y otras bocas de fuego.

Desde su construcción, el Castillo de San Pedro ha mantenido guarnición militar presente dentro de sus muros.