La primera mención que se tiene hasta el momento sobre la existencia del castillo de Tiedra es de tiempos del rey Sancho II, cuando ordena al Cid a que realice un encuentro con su hermana la infanta Urraca de Zamora. Tenía que persuadirla para la entrega voluntaria y sin enfrentamientos de la ciudad de Zamora —que había recibido en herencia de su padre—. A cambio Urraca recibiría la villa de Medina de Rioseco con el privilegio de Infantado que comprendía desde Villalpando hasta Valladolid y además el castillo de Tiedra. Pero este acuerdo nunca se llevó a cabo.

Años más tarde el castillo formaría parte de la donación que hizo Alfonso IX a su mujer Berenguela de Castilla, como compensación tras el divorcio. En 1285 Pedro Álvarez de las Asturias, mayordomo Mayor de Sancho IV de Castilla, recibió del rey la villa de Tiedra con su torre junto con otras propiedades. De sus manos la recibió su hija Teresa Pérez de Asturias, que estaba casada con Alfonso Téllez de Molina —hijo del Infante Alfonso de Molina—. Así fue cómo la villa y su torre se incorporó al linaje de los Téllez de Meneses.4​ El hijo de ambos (que era además sobrino de la reina María de Molina), Tello Alfonso de Meneses, fue señor de Tiedra —entre otros señoríos—. Armas de Sancho de Castilla

A su muerte en 1315 sus señoríos pasaron a ser propiedad del rey Enrique II que los donó a su hermano Sancho de Castilla, conde de Alburquerque. Lo heredó su hija Leonor de Alburquerque que estaba casada con el infante Fernando de Antequera.

En 1430 el rey Juan II de Castilla confiscó la villa y mandó prisionero al castillo al obispo de Palencia Gutierre Álvarez de Toledo por los rumores que corrían de un complot contra el monarca y su valido Álvaro de Luna. Finalmente fue absuelto.

Juan II a mediados del siglo XV entregó la villa y castillo a Pedro Girón pero hasta 1476, y ya en tiempos de los Reyes Católicos, no se confirmó el señorío.

Su estado ruinoso provocó alarma en julio de 2010, cuando la Junta de Castilla y León se vio obligada a acometer obras de urgencia, para evitar su derrumbe parcial o completo, junto con el castillo de Mota del Marqués. En mayo de 2013 el castillo volvió a abrirse tras el proceso de restauración, pero la obra no fue integral y el 24-25 de diciembre del mismo año el cubo sureste se derrumbó parcialmente a causa de un temporal de lluvia y viento.