Il nucleo più antico, la torre principale, fu fatto costruire da Berthold von Bozen (Bertoldus Bauzanarius), capostipite della famiglia Maretsch, nel 1194. Nel XIV secolo Paolo e Bertoldo Maretsch amministravano la giustizia a Bolzano. Nei secoli successivi si susseguirono diverse fasi di ampliamento, fra le quali la costruzione del muro di cinta.
Il ramo bolzanino dei Mareccio si estinse nel 1835, passando al ramo di Naturno e di qui, per matrimonio, alla famiglia Reifer. Quando era di proprietà di Christofer Reifer, questi disobbedì al duca Sigismondo il Danaroso (conosciuto anche come Sigismondo il Ricco) e fu per questo imprigionato e costretto a pagare una multa che comprendeva la cessione al duca del castello e delle sue adiacenze. Sigismondo lo vendette ai Mezner (1476), che a loro volta lo vendettero ai Römer.
L'ampliamento più sostanziale fu voluto proprio dalla famiglia Römer verso la metà del XVI secolo: le altre quattro torri e gli affreschi nella sala dei cavalieri, nelle torri e nella cappella risalgono a quel periodo, così come il fossato di cinta col ponte. Gli autori dei numerosi affreschi sono ignoti, ma sono senz'altro riferibili alla corte dell'Arciduca Sigismondo. I temi degli affreschi sono biblici, ma anche araldici. Anche come riconoscimento per questi lavori, ai Römer fu concesso il titolo di baroni dall'arciduca Ferdinando II d'Austria.
Passato per matrimonio agli Hendl, il castello nel XVII secolo passò prima al convento di Stams, poi a Guidobaldo di Thun, arcivescovo di Salisburgo.
I Thun lo possedettero fino al 1851, acquistato da Anna Sarnthein. Questa lo affittò all'erario e Castel Mareccio divenne per oltre mezzo secolo deposito d'armi.
Dopo l'annessione all'Italia divenne sede dell'Archivio di Stato, ma lo stato della costruzione era tale che si rese necessaria una profonda ristrutturazione (1930-1931). Negli anni ottanta l'Archivio fu spostato altrove. Lo acquisì allora l'azienda di soggiorno e turismo di Bolzano e ne fece sede, dopo un attento ed impegnativo restauro sia delle strutture che degli affreschi, di convegni, mostre ed eventi.
Su una parete della torre di Castel Mareccio è presente il Sator simbolo dell'Impero romano. In questo simbolo dell'Impero si ripetono le lettere SPOR EANT. L'esemplare più antico (sepolto dal Vesuvio il 24 agosto 79 d.C.) fu dissepolto nel 1936 a Pompei su una colonna della Palestra Grande. Attualmente questo esemplare, rimasto protetto per (1936-79 d.C. = ) 1857 anni sotto le ceneri del Vesuvio, è il più significativo proprio perché ha conservato la traccia assente su tutte le copie riprodotte nelle epoche successive. Questa traccia cioè il Triangolo-Rettangolo Nautilus fu incisa dall'artista, prima del 24 agosto 79 d.C., per tramandarci l'informazione indispensabile alla lettura.
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