La ville est située à proximité du Tumulus de Montecalvario, une imposante tombe étrusque datant du VIIème siècle avant notre ère. L’ouvrage a servi de modèle plus tard pour le mausolée de Leonard de Vinci. La nécropole de Poggino confirme la présence importante des étrusques sur le territoire de l’actuelle commune de Castellina.
A l’époque médiévale, en 1193 pour être précis, la ville alors proche de la famille du comte Guidi, passe sous l’influence de Florence. Elle en devient l’un des avant-postes, place très stratégique dans les conflits qui opposaient les florentins aux siennois. Au XIVème siècle, Castellina intègre la Ligue du Chianti. Le saccage de 1397 par les troupes du duc de Milan fût à l’origine de l’érection des fortifications, bien utiles faces aux nombreuses attaques du XVème siècle.
Le patrimoine religieux est très présent dans la petite ville, outre les Pieve de Santa Agnese et de Santa Cristina des Xème et XIIème siècles, de nombreuses églises habillent la jolie ville. Côté patrimoine civil, la Rocca est sûrement le monument le plus symbolique. Cette tour crénelée aux allures sévères domine la place principale. Elle abrite aujourd’hui le musée archéologique. La Via delle Volte est quant à elle un vestige des ouvrages défensifs utilisés depuis le XVème siècle.
Castellina est également connue en France pour avoir été le lieu de résidence du chanteur Léo Ferré, qui y est décédé le 14 juillet 1993.