Zamek w Peñafiel został wzniesiony na przełomie IX i X wieku. Usytuowana na malowniczym wzgórzu monumentalna twierdza została uznana za pomnik narodowy. Jest to największy i najlepiej zachowany w Kastylii obiekt tego typu. Warownia została wybudowana z regionalnego wapienia, który nadał jej charakterystyczny odcień bieli. Zamek zachwyca grubymi, podwójnymi murami o specyficznym, wydłużonym kształcie. Wizytówką obiektu jest potężna baszta 'Torre del Homenaje', z której podziwiać można fenomenalne widoki okolicy.
Warownia miała kluczowe znaczenie strategiczne i została zdobyta tylko raz. W II poł. X wieku zamek został zajęty przez Arabów, jednak już 30 lat później twierdza została odbita. Hrabia Sancho García, dowódca Kastylijczyków, wypowiedział wówczas słynne zdanie: 'Desde hoy en adelante esta será la peña más fiel de Castilla' ('Od dziś będzie to najwierniejsza skała Kastylii'), od którego pochodzi dzisiejsza nazwa miasta.
Jedno z pomieszczeń zamkowych jest również siedzibą fantastycznego Prowincjonalnego Muzeum Wina. Można w nim nie tylko poznać historię uprawy winorośli na tych terenach, ale również skosztować lokalnych wyrobów.