Si la famille de Merle apparaît dans les textes à la fin du XIe siècle - vers 1097 Gerbert de Merle fait un don à l'abbaye de Beaulieu-, le site castral n'est connu qu'à partir de 1218, dans un acte passé au château d'Almodi de Merle, en présence d'Aymeric de Carbonnière et de Jean de Veilhan (autres branches présentes à cette époque). En ce début de XIIIe siècle, Hélise de Merle épouse Aimeric de Pesteils (nouvelle branche) qui s'établit sur la partie sud de la presqu'île.

Au XIIIe siècle, différents hommages nous renseignent sur les coseigneurs des lieux et les liens de suzeraineté. En mars 1254, Guyot de Merle prête hommage à Rigaud de Carbonnière. Dix sept ans plus tard, Guillaume de Veyrac (autre branche), Guy de Merle, Hugues de Merle, Pierre de Merle (tuteur des enfants d'un certain Raoul) possèdent leur fief de l'abbaye d'Aurillac. Il est à noter que les Carbonnière ne s'imposeront comme seigneurs dominants qu'à partir de 1294.

Les actes du XIVe siècle nous informent sur la complexité des possessions et droits de chaque coseigneur.

Exemple d'imbroglio familial et foncier : Pierre de Merle, Fulcon de Merle et Bertrand de Veyrac, possèdent en commun " le château ancien avec le rocher, la place et la maison de Cafolenc ", celui-ci jouxtant au sud le château de Fulcon et d'Hugues de Merle. Bertrand de Veyrac, après avoir acquis en février 1360 le quart des immeubles de Fulcon, épouse en 1365 la veuve d'Hugues de Merle, qui lui apporte de nouveaux droits. Bertrand de Veyrac marie en 1369 son fils Guy avec Marie, l'une des trois filles d'Hugues de Merle, et sa fille Marthe en février 1370 à Guillaume de Merle, fils de Fulcon de Merle. A cette date, Marie et Guillaume se partagent " le chasteau ancien ". Guillaume prend le bâtiment neuf avec une partie de la tour de la salle, chambres et eyriaux et autres appartements. Marie garde pour sa part le reste du château du côté du soleil levant.

Dans cette période, un acte précise que la seigneurie de Merle est divisée en huit parts. Les Carbonnière, quoique toujours suzerains, partagent avec les Pesteils (Guy) la 8éme part. La 7ème est à Pierre de Merle, la 6ème à Bertrand de Veyrac, les 5ème et 4ème à Marie de Merle. Les trois autres appartiennent à Guillaume de Merle. En novembre 1365, un accord réglant diverses servitudes entre les familles de Merle et de Veyrac pour les constructions projetées au château de Cafolenc, nous renseigne sur un autre occupant des lieux : l'un des témoins de cet acte est Raymond de Saint-Basile, qualifié de coseigneur.

Les Anglais assiègent Merle et prennent le château de Pesteils le 3 janvier 1371. Il sera rapidement restitué par Bernard de la Salle, du parti anglais, sous l'action du pape Grégoire XI (d'origine corrézienne). Dix ans plus tard, le routier Aymerigot Marchès tente sans succès de s'emparer de Merle.

En 1470, Jean II de Noailles épouse Gaspare de Merle et devient ainsi coseigneur des lieux. Un siècle plus tard (1561), en acquérant la baronnie de Carbonnière, les Noailles deviennent les seigneurs dominants de Merle.

Durant les guerres de Religion, les huguenots commandés par Gilles du Bac s'emparent de Merle (avant mars 1574). Deux ans plus tard, Antoine de Veilhan fait rendre la " ville ". Face aux canons certaines tours n'ont pas résisté. Le gouverneur d'Auvergne en ordonne d'ailleurs le démantèlement.

Sous Louis XIII (1610-1643), Merle devient le siège d'une petite garnison de fauconniers. En 1639, Anne de Noailles y met en quartier d'hiver son régiment d'infanterie. Ce sera la dernière occupation militaire du site.