Le indagini archeologiche che sono state svolte durante il restauro del castello hanno restituito informazioni preziose sulla più antica conformazione del complesso fortificato: nei pressi del cortile interno del castello sono emersi infatti i resti di una poderosa torre quadrangolare – risalente al XII secolo – originariamente edificata sul margine del terrazzo baraggivo e circondata da un recinto contenente altri edifici residenziali. Anche i documenti ci rivelano qualcosa di questo momento: nel 1039 l’imperatore Corrado II conferma il possesso del luogo a Guala di Casalvolone, esponente di una antica famiglia novarese, vicina agli ambienti regi, dal quale prenderà vita la stirpe dei signori di Buronzo.
Intorno al XIII secolo il panorama cambia: la sommità della collina viene ampliata e verso ovest si edifica una nuova torre, ancora oggi in parte conservata. A partire dal XIV secolo l’accresciuta importanza territoriale dei signori di Buronzo e l’irrobustimento del loro patrimonio avviano una serie di ristrutturazioni ed ampliamenti, costruendo cinte fortificate sempre più ampie, che tra XV e XVI secolo porteranno il castello all’estensione attuale. Gli affascinanti resti della Rocca, e numerose caseforti in ciottoli e mattoni, restano a testimoniare questa fase medievale così intensa e ricca di iniziative architettoniche.