La primera datació en època medieval del seu castell, el Castellot, és de l’any 977. Document on hi ha la venda del kastrum Vetere (Castell vell) als germans Calabuig i Guadall Mir per part del comte Sunyer de Barcelona.
En el segle X era un dels punts cabdals de la reconquesta del Penedès. Les ruïnes del castell vell, ara reformat, son situades al cim d’uns 465 m, sobre la riera de Marmellar. La torre de l’homenatge era envoltada per una muralla. A prop hi ha les ruïnes d’una capella de planta rectangular de dues naus. En l’última excavació dels voltants s’han destapat restes de diferents construccions, al voltant de la torre, d’època medieval.
A baix hi ha l’església de Sant Sadurní de Castellví d’estil romànic d’una sola nau de planta també rectangular. Construïda entre els segles XI i XII i que fou consagrada el 1101.
La Torreta, Can Pascol, les Pujades o Puig Rodó van ser fortificacions que formaven part del conjunt d’obres de caràcter defensiu vinculades al castell, manades a construir pel mateix comte Sunyer en el segle X.
L’any 1023 el castell fou venut per Berenguer Ramon I al noble Guillem Amat, que passarà a dir-se Guillem de Castellvell, assenyalant-li un ampli terme que penetrava per ponent i s’estenia des dels confins d’Olèrdola fins el riu Francolí.
El terme va passar a constituir la baronia de Castellvell, el qual a finals del segle XI i principis del XII, al igual que la resta del Penedès, s’anava poblant en la formació de nuclis rurals disseminats. Per exemple, el 1222, els senyors del castell, Guillema de Castellvell i el fill Guillem de Moncada cedien al monestir de Poblet diferents drets que posseïen sobre els habitants de Puig d’Espill i Cunillera. Va ser en els anys 1221-22 quan el monestir de Santes Creus ja cobrava rendes de vuit masies situades en el terme: una a Comalonga, altra a Farran, dues a Marrugat, dues a Estalella, dues a Gramatges, una a Vila-rodona.
El terme, el castell i les diferents fortificacions van passar a ser propietat de diferents senyors feudals del Penedès i de la Catalunya medieval, entre ells als Castellví o Castellvell, Barberà, Vilafranca, Montcada, Vernet, Roger Bernat de Foix…un exemple el 1311 els hereus del noble Asbert de Vernet ven a Bernat de les Pujades el feu que posseïa a Castellví de la Marca, sota domini del comte Gastó I de Foix, baró de Castellví de Rosanes, hereu dels Montcada, el qual era molt ampli.
