Apenas se conservan nada hoy en día del castillo de Cerezo de Río Tirón, situado en el Barrio de Arriba de dicha población. Unos restos de murallas, un aljibe que posteriormente fue utilizado de nevero y algunas cuevas eremíticas bajo el castillo.
El castillo debió de construirse en la segunda mitad del siglo IX, cuando la zona comienza a ser una frontera caliente entre el reino asturiano y el emirato de Córdoba. Las correría musulmanas desde el valle del Ebro eran frecuentes hasta que en el 914 una alianza de asturianos y pamploneses conquistan el valle del río Oja. Cerezo se convierte en esa época en la cabecera de un condado, el condado de Lantarón y Cerezo, cuyo primer conde fue Gonzalo Téllez.
El castillo era una plaza importante en la frontera entre los dominios castellanos y pamploneses siendo disputado en numerosas ocasiones. Así, a la muerte de Sancho III de Pamplona (1035) pasó al reino de Pamplona. Volvió a ser recuperado para Castilla en algún año posterior a la batalla de Atapuerca (1054).
Consta que el conde Gómez González fue tenente de la fortaleza al menos desde 1099 hasta 1110, en que lo era también de la de Pancorbo. En 1116 domina en ella Aznar Sanz y al año siguiente Eneco Fortunionis por el rey aragonés Alfonso I el Batallador de Aragón, que se lo había arrebatado a su mujer Urraca I de Castilla. En 1132 hasta el mismo rey se enorgullecía de controlar todavía Cerezo.
Una vez que perdió su importancia como plaza fronteriza, tras la incorporación definitiva de La Rioja al reino de Castilla, el castillo quedó apenas sin uso. En el siglo XV pasó a formar parte del señorío de los Velasco, condes de Haro y Condestables de Castilla, que reformaron la fortaleza para adaptarla a los nuevos avances en artillería. En 1531 se hizo un informe sobre el estado de la fortaleza y los reparos necesarios. A pesar de ello, en los siglos siguientes su deterioro fue progresivo. A fines del s. XVII se decía “que sus murallas y alcázar están arruinados, con poca capacidad en lo interior para mucha población” y medio siglo después Gobantes aseguraba que “aún se ven las ruinas de su antigua fortaleza”, estando totalmente arruinado a mediados del XIX.
En 1486 consta que era su alcaide Juan de Soto. Años después lo fueron también Juan Ortiz de Toves y Diego de Covides. A fines del s. XVI los del pueblo se quejaban de los abusos del alcaide. Todavía en 1612 figura como tal el vecino de Cerezo Juan Fernández de Leiva, en 1662 Baltasar Salinas Medinilla y en 1752 Francisco Díez y Alonso Ruiz de Temido.
Una curiosidad referente al castillo de Cerezo de Río Tirón, ha llegado a nuestros días una noticia de 1501 acerca del uso que en la torre del homenaje se hacía de escaleras portátiles de madera. Así lo cuenta un vecino de Cerezo llamado Juan Gómez:
«tenía dos barreras e dos puentes levadyças con su cadenas. La una de las puentes azya la villa; la otra azya la puerta falsa con un baluarte e … que después qye avyan entrado por la puerta principal de la dicha torre del omenaje tenya puesto una puente de maderos desde la barrera segunda fasta la dicha puerta por donde entravan e que de noche quitavan los dichos maderos e los metyan dentro de la dicha torre de manera que ninguno pudiese entrar dentro aunque oviese entrado por la puente levadiça…»