La prima fonte riguardo a Castel Caldes risale al 1235; il documento riconosce ufficialmente la subordinazione della famiglia Cagnò al principe vescovo, e afferma che la struttura è in fase di costruzione. L’atto fa riferimento ad una precedente licenza del 1230, con la quale Arnoldo di Cagnò ottenne dal vescovo Gerardo I di Cremona (1223-1232) il permesso di costruire una casa murata.
L’edificio sorge su un dosso a 682 metri di quota, ai margini meridionali del paese di Caldes.
In origine la struttura consiste in una casa murata con funzione prettamente militare, costruita dai Cagnò, proprietari dell´ omonimo castello in Val di Non,come base per l’affermazione politica in Val di Sole. Tale ambizione si concretizza con l’acquisizione della vicina Rocca di Samoclevo. Si viene così a creare un unico complesso con funzioni difensive, affidate alla rocca, e abitative, svolte dalla casa-torre protetta da una bassa cinta muraria. Nella seconda metà del XV secolo la proprietà passa alla famiglia Thun, che interviene con importanti lavori che trasformarono la dimora fortificata in nobile residenza. E´ ai nuovi proprietari infatti che si deve la realizzazione, accanto alla casa-torre di fondazione duecentesca, dell’edificio abitativo sull’angolo Nord-Est.
Nel Seicento viene costruito un torrioncino sulla facciata settentrionale e, nel 1629, viene eseguito ad opera del pittore tardo manierista Elia Naurizio (1589-1657) il ciclo di affreschi della chiesetta dedicata alla Beata Vergine Maria.
Il castello rimane di proprietà della famiglia Thun fino alla fine dell’Ottocento, quando viene venduto ai Malanotti e in seguito trasformato in albergo (l’Hotel Onestinghel).
Il castello attuale conserva modesti apparsti difensivi: la bassa cinta muraria risulta in parte inglobata nei fabbricati rustici del XIX secolo, la grande casa-torre duecentesca e il fabbricato più basso con torrioncino in facciata. Gli interni custodiscono affreschi, antichi graffiti, soffitti e rivestimenti lignei. Oltre ad essere una nobile residenza, il castello, aveva sicuramente una funzione produttiva di tipo rurale, testimoniata dalla presenza di rampe interne per l’ingresso dei carri agricoli.
Dal 1980 il complesso è di proprietà della Provincia Autonoma di Trento e dall'estate 2014 è aperto al pubblico quale sede di mostre ed eventi espositivi. Insieme a Castel Thun, Castel Beseno e Castel Stenico fa parte del circuito del Museo del Castello del Buonconsiglio.
E. POSSENTI, G. GENTILINI, W. LANDI, M. CUNACCIA (a cura di), Castra, castelli e domus murate. Corpus dei siti fortificati trentini tra tardoantico e basso medioevo. Apsat 4, pp. 272-275. Mantova 2013.
F. DEGASPERI, Castelli del Trentino Alto Adige, pp. 53-58. Trento 2011.
S. FERRARI, A. MOSCA, Musei e Castelli in Trentino, p. 135. Trento 2011.
U. RAFFAELLI (a cura di), Castelli del Trentino, p. 148. Trento 2007.
A. BERTOLDI, G. FAUSTINI, A.GIOVANNINI, Castelli Fortificazioni Residenze Nobili, pp. 132-133. Trento 2004.
S. FERRARI (a cura di), Val di Sole: storia, arte, paesaggio, pp. 54-55. Trento 2004.
S. VERNACCINI (a cura di), Castelli e Torri in Trentino, pp. 76-77. Milano 2004.
G. M. TABARELLI, F. CONTI, Castelli del Trentino, p. 162. Milano 1974.
A. GORFER, I Castelli del Trentino, pp. 706-711. Trento 1967.
W. LANDI (inedito), Censimento dei castelli trentini nelle fonti documentarie edite e regestate (fino al 1350).