V 13. až 16. storočí zámok stavali a aj obývali grófi z Pezinka a neďalekého Svätého Jura. Pôvodne gotický hrad s veľkými pivnicami na víno, suterénom a prízemím v 16. a 17. storočí nadstavili o jedno poschodie a upravili do renesančného štýlu.

Ukončenie tejto prestavby hradu už realizoval Štefan Ilešházihy, neskorší uhorský palatín. Veľkú časť interiérov zámku používal na obchodnú činnosť a zveľaďoval ho až do roku 1609. V 19. storočí a na začiatku 20. storočia boli realizované viaceré stavebné úpravy s cieľom prinavrátiť sídlu jeho reprezentatívnosť.

V tomto období vytvoril gróf František Pálffi v západnom krídle veľkú sálu, presvetlenú vysokými oknami s polkruhovými záklenkami. Jeho syn Ján Pálffi , dal upraviť aj reprezentačné priestory, aby v nich mohol prezentovať svoje zbierky výtvarných diel a starožitností.

Mesto Pezinok kúpilo zámok spolu s anglickým parkom v roku 1930 a o šesť rokov neskôr ho predalo Slovenskému vinohradníckemu družstvu. Súčasný vlastník, Vinársky závod Pezinok, s.r.o., začal v roku 2010 s postupnou generálnou opravou zámku.

Na jej začiatku sa realizovala obnova striech a komínov západného krídla a časti južného krídla aj vďaka finančnej podpore Nadácie SPP. Počas obnovy sa podarilo zachrániť unikátny barokový krov z roku 1768. Dnes je v priestoroch zámku reprezentačná vináreň a prezrieť si možno i pivnice so starou sudovinou a historickú sálu.