Il castello si trova nella media valle del Foglia, su uno sperone roccioso a 331 mt. di altezza sul livello del mare.
L'attuale struttura risale al 1475, anno in cui fu fatta edificare da Ottaviano degli Ubaldini, sul luogo dove esistevano i ruderi di un precedente complesso fortilizio risalente al 1060.
All'epoca la località di Sassocorvaro, a lungo contesa fra Feltreschi e Malatesta, fu affidata da Federico da Montefeltro al Conte Ottaviano degli Ubaldini.
Il progetto della rocca viene attribuito a Francesco di Giorgio Martini, architetto militare senese molto attivo nel territorio marchigiano.

Questa struttura però, unica nel suo genere, presenta peculiarità costruttive e forma inusitate.
Si ritiene che la caratteristica fisionomia tozza e la forma a "tartaruga" siano state pensate per far fronte alla potenza di una nuova arma che stava imperversando, la bombarda.
La forma circolare delle mura, così come la rotondità delle torri doveva nelle intenzioni del progettista neutralizzare la potenza di questa terribile arma "a la cui rabbiosa furia assai difficilmente nè senza grande industria di potenzia a essa riparar puossi".
Di contro risultano molto rare le feritoie per artigliere a difesa del fiancheggiamento, un esempio si può trovare nei pressi della porta di ingresso, mentre la maggior parte sono state realizzate sulla sommità del circuito.

Fa riscontro l'interno del fabbricato, pensato e progettato più come residenza nobiliare che come strumento bellico.
Dotato di un cortiletto interno impreziosito da un loggiato pensile, l'intero complesso risulta più funzionale per un utilizzo residenziale anzichè militare.
La rocca non ebbe però mai modo di confrontarsi con le "bombarde", e dimostrò fin da subito il difetto di non essere difendibile da una guarnigione di pochi uomini, per questo ultimo motivo probabilmente la tipologia costruttiva non fu ripetuta in altri luoghi.
Conquistata dal Valentino nel 1502 e successivamente nel 1503 possedimento del genovese Filippo Doria.
Durante la seconda guerra mondiale fu teatro di un'opera di salvataggio di circa diecimila opere d'arte provenienti dai principali musei italiani. Per cinque anni, tre mesi e otto giorni fu nascondiglio sicuro di opere d importanza universale, fra le quali la Tempesta del Giorgione, opere di Tiziano, Tintoretto, Piero della Francesca, Lorenzo Lotto, Raffaello e Mantegna.