II castello tranese compare, documentato, a partire dal 1233, in due occasioni:
la prima, in un passo della cronaca di Riccardo da S. Germano (p. 1081 ) in cui il cronista dichiara: « Castella in Trano, Baro, Neapolj et Brundisio iussu imperatoris fìrmantur», termine quest'ultimo controverso e fin dal latino classico alternativamente inteso nell'accezione di rafforzare, consolidare ovvero edificare dalle fondamenta; la seconda nella più antica iscrizione presente nel castello stesso, situata nel cortile occidentale su un ampio portale a doppio arco ogivale.
Nel 1234 Federico è segnalato a Trani, giuntovi allo scopo precipuo di « vedere la fabbrica dello castello » (SPINELLI, p. 1065), castello che nel 1239 viene compreso nell'elenco dei castra exempta, direttamente dipendenti dal sovrano, regolarmente munito di castellano di nomina regia e di una guarnigione composta da ottanta elementi. Già nel 1240 il castello presenta necessità di urgenti riparazioni alle volte lesionate. Ai lavori di manutenzione ordinaria e straordinaria di cui necessitano tutti i castelli del regno contribuiscono città opportunamente designate. Le spese relative al castello di Trani vengono sostenute dalle città di Trani e Molfetta, prassi che rimarrà in vigore nel successivo periodo Angioino. A conclusione delle opere di fortificazione intanto eseguite al castello si pone una seconda iscrizione, collocata sull'antica porta a mare tompagnata, ad ovest, nel muro di cinta. Datala 1249, essa fa riferimento alla costruzione di tale elemento difensivo, condotto circum et ante la rocca; vi sono segnalati i nomi dell'autore del progetto, Filippo Cinardo, e del realizzatore materiale dell'opera, il tranese Stefano di Romualdo Carabarese.
Dimora favorita di Manfredi, nel castello si celebrarono le sue nozze con Elena d'Epiro (1259), ivi catturata da Carlo I d'Angiò in seguito alla disfatta di Manfredi a Benevento (1266).
Passato sotto la tutela angioina il castello vedrà dimezzarsi il suo apparato difensivo, ridotto a quaranta elementi negli anni precedenti il 1269, quindi aventi con le Costitutiones serventium in castris Regni.
La documentazione fornita dalla consultazione dei registri della cancelleria angioina nella edizione del Filangieri, consente di delineare un quadro completo della vita del castello negli anni compresi tra il 1266 ed il 1288. La fortezza funge da organo di controllo sugli elementi perturbatori dell'ordine all'intemo della città, da prigione politica e da temporanea dimora delle figlie del sovrano e del rè stesso, quando le abitudini itineranti della sua corte lo portano a Trani; viene scelto quale sede per la celebrazione di matrimoni fastosi, le seconde nozze di Carlo I d'Angiò con Margherita di Nevers (1268) e quelle del figlio Filippo con Isabella Comneno (1271); i quaderni e gli scritti dei conti razionali vi vengono trasferiti da Nocera, il tesoro regio vi viene temporaneamente custodito; funge da deposito di materiale bellico, e più tardi non solo bellico, a disposizione della Corona, nel primo caso per approvvigionare di munizioni l'esercito regio, nel secondo per rifornire le casse private del sovrano.
Il castello dispone di un cospicuo arsenale a cui il sovrano attinge per l'armamento del suo esercito: ferro ed acciaio da forgiare, quadrello e balestre, lance, uniformi; vi sono inoltre custodite migliala di libbre di cera, nonché merci preziose come pepe, cannella, zucchero e bombice.
In quanto ai lavori strutturali effettuati al castello in epoca angioina, essi si limitano ad alcune generiche riparazioni castris et pontis Trani; cui si aggiungono la realizzazione delle bertesche e la costruzione di camini nella zona residenziale del castello, ad opera dell'ingegnere Giovanni di Toul.
L'ultima regina angioina, Giovanna II, nel 1425 ed il primo rè aragonese, Alfonso I il Magnanimo, nel 1436 ribadiscono in due importanti documenti, custoditi nel Libro Rosso dei Privilegi della città di Trani, il principio che sempre la città ed il relativo castello saranno demaniali e dipendenti unicamente dalla corona. Nel 1458 la città si ribella minacciando di impadronirsi del castello; la rivolta è sedata in nome del rè Ferdinando da Antonio Fuxa, provveditore dei castelli del regno. L'episodio è degno di nota perché la narrazione dell'evento illumina e sull'esistenza all'intemo del castello di una scuderia di apprezzabili dimensioni (Fuxa si avvale di quaranta cavalieri per compiere la sua impresa) e sulla diversa sistemazione delle difese quattrocentesche, tali da permettere il passaggio della cavalleria all'interno e lungo i fianchi del castello.
L'apparato difensivo del castello si va intanto evolvendo con i tempi: un mandato di pagamento vi documenta nel 1494 la presenza di due bombardieri, divenuti trenta nel 1539. Dal 1496 al 1530 la città di Trani e relativo castello non dipendono più dalla Corona spagnola, passando temporaneamente sotto la giurisdizione della Serenissima in pegno di un prestito pecuniario. Nel 1496 il Senato veneto delibera la elezione di un governatore e di un castellano per Trani; nel 1500 il Consiglio dei Dieci ordina la chiusura di due porte minori del castello di Trani prospicienti il mare, pericolose per la sicurezza della rocca in quanto permettono ogni tipo di contrabbando. Al 20 febbraio 1530 risale lo strumento della riconsegna della città di Trani e del castello, fatta in nome dei rispettivi governi da Giovanni Vitturi, provveditore veneto, a Ferdinando de Alarcon, capitano generale di Carlo V. Passato sotto la tutela imperiale, il castello attira immediatamente l'attenzione del nuovo sovrano; al 1533 risale infatti la terza iscrizione presente nel castello, collocata al limite superiore del secondo piano, nella parete sud del cortile centrale.
La ristrutturazione dell'ala meridionale del cortile, cui l'iscrizione fa riferimento, conferisce all'edificio squisite caratteristiche rinascimentali, sovvertendo l'ormai consunta compagine federiciana. Si procede, inoltre, date le mutate tecniche belliche con ampio impiego di armi da fuoco, all'ispessimento della parete esterna della stessa ala ed alla cimatura delle torri ad essa collegate. Trovato in buone condizioni ed atto alla difesa in una ispezione del 1536, il castello viene corredato dell'unico torrione lanceolato, caratterizzante l'angolo sud-ovest, completato nel 1540 con la costruzione della merlatura, costata sedici ducati e quattro tarì. Nel 1541 compie un'ulteriore ispezione al castello di Trani il viceré don Pedro da Toledo, il quale provvede a concedere sovvenzioni e suggerisce che una torre debba innalzarsi per una più efficace protezione del fianco prospiciente il mare, torre identificabile nello sperone quadrangolare scarpato posto all'angolo nord-est.
Al 1533 risale la quarta iscrizione presente nel castello; sormontata dallo stemma di Carlo V e situata sull'architrave dell'attuale portale di ingresso, ne data la strutturazione. Alla seconda metà del sec. XVI risalgono alcuni inventari di munizioni e vettovaglie custodite nel castello, relativamente agli anni 1551, 1561, 1584, nei quali vi sono interessanti accenni alle attività inteme al castello, nella attenta descrizione, fra l'altro, del materiale contenuto nella ferrarla e nel mulino.
In quanto all'attività edilizia, definibile importante e prestigiosa, degli anni '30 e '40, fa riscontro nei decenni successivi una stasi quasi totale, tale da legittimare un radicale mutamento di funzioni del castello tranese.
Nel 1583 Filippo II comunica al viceré di Napoli il proprio desiderio che la sede della Sacra Regia Udienza della Provincia di Bari venga stabilita nel castello di Trani, data la sua inadeguatezza a fungere da valida fortezza militare.
Il 5 luglio 1586 ha luogo l'inaugurazione del tribunale della Sacra Regia Udienza nel castello tranese, dove tale istituzione ebbe sede fino al 1677. Nel castello di Bari è custodito un interessante plastico ligneo del castello di Trani; esso consente una agevole lettura della struttura e dei passaggi originari, precedenti le vistose alterazioni subite dall'edificio nel secolo scorso.
Un inventario del 1730, peraltro non diverso da quelli in precedenza citati, fornisce l'elenco degli ornamenti della Real Cappella, sita in un vano ancora privo di copertura nel plastico.
In un documento del 1798, un messaggio diretto dal castellano al preside della S.R. Udienza, fornisce un quadro avvilente della decadenza dell'edificio; nei primi decenni del secolo successivo, dopo la restaurazione borbonica, il castello risulta essere sede, rovinosa e bisognevole di continui accomodi e ripristini, di una caserma e relativa prigione. Il 6 giugno 1831 il castello di Trani passa per ordine del rè dal Ministero della Guerra e Marina al Ministero degli Interni « per poter istabilirvi il carcere centrale ».
Sgombrato dell'artiglieria nel 1832, il castello subisce una massiccia ristrutturazione, realizzata nel trentennio 1832-1863, attestata da una nutrita documentazione - sopralluoghi, rilievi, progetti, stime e scandagli - raccolta in cinque cartelle presso l'Archivio di Stato di Bari. La lettura delle cartelle suddette informa dettagliatamente dei lavori svolti: costruzione di nuovi quartini, chiusura di porte, finestre e freccere, nuove aperture praticate a colpi di piccone nell'antica fabbrica, tompagnatura delle antiche scale e realizzazione di nuovi collegamenti, riassetto totale delle coperture e delle pavimentazioni, costruzione delle garitte.
Lo studio dell'ingente materiale cui si è fatto cenno ha consentito di ricostruire la consistenza e le caratteristiche del castello prima dell'impropria destinazione a carcere, nonché di datare finalmente con certezza elementi dalla controversa attribuzione cronologica, quali:
- la cappella esistente nel cortile centrale, edificata nel 1842 allo scopo di celebrarvi la messa per i detenuti;
- il camminamento e relativi pilastri di sostegno esistenti nel cortile centrale, realizzati per permettere l'accesso dall'esterno in diversi ambienti del primo piano, previa chiusura dei preesistenti collegamenti tra le antiche sale e parziale trasformazione delle antiche finestre affacciantesi nel cortile centrale;
- il camminamento a ridosso della cortina a mare, lato Nord, con i relativi archi e pilastri di sostegno, edificato per consentire alle sentinelle di tenere sotto controllo l'intera fascia perimetrale del castello;
- il ponte di unione tra mastio e piazza antistante il castello;
- i collegamenti verticali ed in particolare: la scala visibile nel primo cortile e che conduce al primo e secondo piano del braccio est; - la scala che ha sostituito l'originaria (sottostante alla stessa e rimessa in luce nel corso dei lavori) e che collega il ballatoio pensile del cortile centrale con il secondo piano del braccio sud;
- i piani intermedi in muratura nelle torri sud-est, nord-ovest, nord-est;
Gli interventi effettuati dal 1832 per la nuova destinazione del complesso non hanno causato profondi danni, rimaneggiamenti o demolizioni alle strutture preesistenti, alle quali i nuovi elementi strutturali si sono semplicemente addossati. Con la stessa logica, ad integrazione delle strutture esistenti, tra la fine del secolo scorso e l'inizio del 1900, vennero edificati nei cortili laterali intemi e a ridosso delle torri nord-est e sud-est alcuni corpi di fabbrica, demoliti durante i recenti lavori di restauro.