Si ritiene che il nucleo originario del castello risalga a non oltre il XIV secolo. Un diploma di re Ruggero II (1117 d.C.) racconta della donazione di un vasto feudo al monastero basiliano dei SS. Pietro e Paolo d'Agrò: fanno parte del suddetto feudo il territorio di Forza d'Agrò e il luogo ricordato con il nome di "Scala Sancti Alexi", probabilmente l'attuale Capo Sant'Alessio. Edrisi (1150 d.C.) ricorda il luogo con il nome arabo di ad-dargah, la scala. Non è improbabile, dunque, dell'esistenza, nel XII secolo, di un fortilizio a salvaguardia di un capo tanto importante. Risalente al 1356 un documento di Federico IV ricorda Sant'Alessio in qualità di "fortilicium superius Sancti Alessi". Tommaso Fazello, nel 1558, scrive dell'esistenza della torre da guardia e del castello, esistenti sulla sommità del promontorio "d'argeno", sulla base dell'antica denominazione di Capo Sant'Alessio presso gli scritti di Tolomeo. Camillo Camilliani, architetto investito alla fine del XVI secolo dell'incarico di riqualificare le fortificazioni costiere dell'isola, nel 1583/84 scrive del castello in questione, come composto da una parte nuova "…a fronte al passo…molto comoda e forte", e da una porzione più antica "nello sporgimento e superficie del promontorio", formata da "un antico castello, rovinato e disfatto dal tempo dove si è destinata una torre per la guardia". Simile situazione si verifica agli inizi del XVII secolo, quando descrivono il luogo l'ingegnere Carlo Maria Ventimiglia e Francesco Negro, durante un censimento delle difese del Regno di Sicilia, voluto da re Filippo IV. Gli studiosi producono un rilievo geometrico, che trascura il castello antico, perché in stato di rudere, e riporta la pianta del ridotto fortificato più interno. Quest'ultima struttura, alla metà del XVII secolo, ospita un castellano con tre soldati, equipaggiati con due pezzi di artiglieria. Durante la seconda metà del XVIII secolo è la descrizione dell'abate Vito Amico ad esaltare la fortificazione di Capo Sant'Alessio: " …ben munita rocca…", posta sulla sommità del promontorio. L'autore segnala anche la presenza , più a sud-est, di una probabile torre di guardia. Agli inizi del XVIII secolo si realizza il bastione triangolare, che a occidente protegge il castello più interno. Ancora, agli inizi del XIX secolo gli inglesi sembra che ristrutturino completamente il complesso fortificato. Infine nel 1906 si erige l'edificio residenziale, posto sul promontorio interno del capo, inglobando così alcuni resti murari preesistenti. Le strutture fortificate attualmente esistenti presso Capo Sant'Alessio sono, dunque, il risultato di una stratificazione edilizia plurisecolare.
Il complesso fortificato sorge su di una eccelsa" rupe a strapiombo sul mare, lungo la strada statale 114 orientale-sicula e all'altezza del bivio con la strada, che conduce a Forza d'Agrò. Il capo possiede due sommità, sulle quali si innestano i due complessi fortificati non coevi cronologicamente, che caratterizzano l'intero castello. Un percorso a gradoni, per buona parte ricavato nella roccia, conduce all'ingresso della fortezza. Il nucleo più antico occupa la porzione orientale della rupe e si compone di una struttura a pianta poligonale irregolare. Intorno agli inizi del XIX secolo tale struttura, in stato di rudere da secoli, è oggetto di un profondo restauro, rivolto al ripristino delle perdute funzionalità di fortezza costiera. A questo periodo risalgono le alte feritoie o saettiere che caratterizzano la parte alta dell'edificio, il quale si compone di un piano fuori terra, a sua volta diviso in due ambienti comunicanti. Entrambi i vani si orientano nord/est-sud/ovest: il più grande presenta un'ampia apertura con strombatura esterna lungo la parete di sud-ovest; a nord/est dell'ambiente maggiore trova posto il minore, dal quale, attraverso una scala in legno, si accede alla terrazza di copertura. Vicino all'ingresso della torre mastra trova posto una "caditoia" a picco sul mare, utilizzata per il controllo del versante meridionale del capo. A questo primo nucleo se ne aggiunge un secondo, che occupa la porzione occidentale della rupe. Quest'ultimo complesso si compone di un torrione cilindrico bastionato, costituito da una struttura circolare anulare. Infatti ad una torre circolare interna corrisponde un camminamento di ronda posto ad una quota più bassa, delimitato da una cinta muraria esterna. Ad una quota ancora inferiore si sviluppano altri ambienti, disposti in maniera anulare rispetto al nucleo centrale della torre. Inoltre, all'esterno di questo complesso circolare, si innestano altri camminamenti di ronda e i locali un tempo destinati ad alloggiare il castellano e la relativa guarnigione. Nel XIX secolo, come per la torre mastra, anche questo complesso vedrà sostituite le merlature con ampie saettiere per moschetti. Subito ad occidente del torrione circolare si innesta una bastionatura triangolare, fondata su roccia e costituita da un percorso perimetrale, un tempo coperto, e da un ambiente interno, forse utilizzato come deposito munizioni. Anche queste mura presentano numerose saettiere e a meridione un alloggio per una batteria da cannone. Esiste anche una cisterna sotterranea con parapetto circolare.