Prima fortificatie de piatra de la Hunedoara a fost datata de majoritatea cercetatorilor în secolul XIV (Gheorghe Anghel), desi exista specialisti care atribuie castrul regal primei jumatati a secolului XV (Elemér Mályusz, Adrian Andrei Rusu, Radu Lupescu). Aceasta prima fortificatie avea o forma elipsoidala, cu capetele de nord si sud ascutite, marcate de piatra de talie. Zidurile, cu grosimi de pâna la 2 m, au fost construite din blocuri de calcar dolomitic si piatra de râu, direct pe stânca nativa. Cercetarile anterioare primului razboi mondial au aratat faptul ca în zona nordica au existat doua încaperi de forma triunghiulara, unul dintre acestea fiind probabil un turn donjon, cu analogii în zona franceza si germana a secolelor XIII-XIV.

Castelul din secolul XV

Ioan de Hunedoara initiaza, dupa 1440, constructii de mare amploare vizând transformarea cetatii într-un castel, prima etapa cuprinzând ridicarea a doua curtine în jurul vechii cetati, construite din blocuri de calcar dolomitic, prevazute cu creneluri la partea superioara. Aceste ziduri de curtina erau flancate de turnuri circulare si rectangulare, primele constituind o noutate pentru arhitectura militara a Transilvaniei secolului XV. Turnurile circulare (Turnul Capistrano, Turnul Pustiu, Turnul Tobosarilor), cu exceptia turnului pictat (Turnul Buzdugan), erau prevazute cu un parter din zidarie plina, urmat de doua niveluri, cele de la partea inferioara fiind utilizate ca si camere pentru puscasi iar cele de la partea superioara ca si zone de locuit si/sau zone de aparare. De notat faptul ca turnul Capistrano cuprinde singurul semineu gotic (restaurat) din monumentul hunedorean. Turnul pictat (Turnul Buzdugan) are un singur nivel de aparare si este pictat în fresca la exterior cu motive geometrice si guri de tragere, cu corespondente tipologice în spatiul german.

A doua faza de constructie înceteaza o data cu moartea lui Ioan de Hunedoara si cu începerea luptelor pentru ocuparea tronului regatului maghiar. Probabil ca, dupa 1458, se initiaza lucrari, în zona nordica a castelului, rezultând asa numita aripa Matia, compusa din logii, pictura cu subiect laic existenta aici fiind un unicat. Se admite, în general, faptul ca finalizarea lucrarilor la castel înceteaza în jurul anului 1480, monumentul fiind comparabil cu castelele din vestul Europei, prin amploare si fast.

Castelul în secolul XVI

De aceasta perioada se leaga putine constructii civile, identificate în zona turnului vechi de poarta cu ocazia ultimelor lucrari de restaurare.

Castelul în secolul XVII

În secolul XVII, principele Gabriel Bethlen, modifica în spiritul vremii, parti din castel, modificari dictate atât de necesitati civile cât si militare. Se construieste pe latura estica, peste fundatii mai vechi, un corp de cladire, denumit Palatul mare dinspre oras, compus din doua niveluri, respectiv camere de locuit si o sufragerie. Tot în plan civil, Sala Dietei este reamenajata, prin demontarea întregii arhitecturi gotice de piatra, si compartimentarea ei, rezultând încaperi cu functionalitati diverse. De mentionat este faptul ca la primul nivel, rezultat în urma acestei interventii, se pastreaza urmele unei picturi în fresca, ce prezinta nobili si reprezentari de fortificatii ale vremii. Si aspectul interior al capelei a fost modificat substantial în vremea lui Gabriel Bethlen. Astfel, sunt înlaturate boltile gotice, ferestrele sunt trasformate într-unele rectangulare prin îngroparea partii lor superioare în molozul de egalizare din pod; de asemenea este deschis un pasaj de legatura între aripa Bethlen si aripa Matia. Lucrarile de factura militara sunt reprezentate de construirea Turnului Alb si a Terasei de Artilerie. Turnul mentionat este de forma semicirculara, prevazut cu 3 niveluri de aparare, sprijinite pe bârne de lemn si deschideri pentru arme de foc. Terasa de artilerie functiona ca o platforma deschisa pregatita pentru arme grele de foc.
Tot în secolul al XVII-lea se construieste curtea exterioara (curtea husarilor), spatiu care adapostea locuintele administatorului, ale functionarilor, casa ogarilor si depozitele pentru hrana si fânat.

Castelul în secolul XIX

Acest moment coicide cu derularea celor mai importante lucrari de restaurare în castel în paralel cu constructia fatedei palatului mare dinspre oras si a acoperisurilor actuale, acoperite cu tigla glazurata, mult mai înalte decat cele originale. Terasei de artilerie i se adauga un sir de creneluri si un turnulet de supraveghere, cu scopul cresterii gradului de atractivitate a monumentului. Tot acum o serie de elemente decorative din piatra sunt înlaturate si înlocuite cu piese noi, dupa regulile specifice acestei perioade istorice.