A vár keletkezésének pontos idejét nem ismerjük, de minden bizonnyal a tatárjárást követően az 1250-es évek után kezdték el építeni.
Mint sok várnál, így itt is mindenekelőtt egy lakótornyot emeltek, amely a ma látható és a XVIII. századtól Vörös-torony néven ismert torony helyén állt. Ez a XIII. századi torony volt Patak várának magja és legkorábbi része.
Feltehetően ezzel egyidőben több kisebb méretű torony építését is elkezdték, amelyek közül a lakótoronytól északra, valószínű, a mai plébániatemplom környékén állott az a félig kész torony, melyet V. István ifjabb király 1262-ben adományozott Ubul fia Mihály comesnek.
Ez a torony azonban méreteiben és erősségében meg sem közelítette a királyi lakótornyot, a későbbiek során nem is említették, nyilván azért, mert fel sem épült. Ennek ellenére az 1603-ból való Angielini féle alaprajzon szerepel.
Az a megállapítás viszont, hogy a ma látható sárospataki vár Vörös tornya a XV. század második felében, de 1534 előtt épült, a rendelkezésre álló adatok alapján nem kétséges, így az is bizonyos, hogy az 1262. évi adományozással a jelenkori torony nincs összefüggésben, ha csak annyiban nem, hogy az ennek helyén épült XIII. századi eredetű lakótoronytól számították az északi irányt.
A külső és belső várból, vagyis a városfalból és a várkastélyból álló pataki vár magja, egyben legkorábbi része, mint arról az előbbiekben szó volt, a mai formájában négyzet alaprajzú, négyemeletes, igen vastag falú, a XVIII. századtól Vörös toronynak nevezett, de alapjaiban minden bizonnyal XIII. századi eredetű lakótorony volt.
E korai torony átépítésének és korszerűsítésének kezdetét lényegében Perényi Péternek 1534-ben a kassai tanácshoz intézett levele indította meg, amelyben építőmestereket kért a várostól. Ennek ellenére tudjuk, hogy már az előző birtokos Pálóczy László a Mátyás király halála után kialakult zavaros helyzet miatt kénytelen volt hozzáfogni a vár és a lakótorony korszerűsítéséhez. Feltehetőleg erre az építkezésre utal az egyik befalazott ajtókereten olvasható 1506-os évszám.
Az 1534-1541-es évek közötti nagyszabású építkezés Perényi Péter elgondolása alapján Alessandró Venádo olasz építész vezetésével folyt.
A munkálatok gyors előrehaladását jelzi az is, hogy már 1537-ben Ferdinánd és János királyok pataki béketárgyalásainak idejére Patak városa védőfallal van körülvéve
A lakótorony körüli terepet feltöltötték és ekkor kerültek a föld felszíne alá a már említett, egykori földszinti rész védőfolyosójának kilövőnyílásai. A hazánkban egyedülálló 110 cm magasságú 60-90 cm szélességű közös nyílásokból hármas, négyes lőrések ágaznak kifelé szűkülve és lefelé irányulva, úgy, hogy alig 20 cm szélességgel jelentkeznek az eredeti terepszint felett megközelítően 1 m magasságban a külső falon. Ezek a nyíllőrések csak a vár feltárása után lettek ismét láthatók.
A palota építése minden valószínűség szerint Perényi Péter kezdeményezésére indult meg és északról csatlakozott a lakótoronyhoz. Bár Perényi Péter 1542-ben meghalt, a palota építése mégis az ő elgondolása szerint valósult meg és Perényi szárny néven mai is látható.
A Vörös torony körül védőművet építettek, amely nem kifejezetten olaszbástya, hanem közel egyforma oldalfalakkal bíró sokszögű védőmű. Az így kialakult belső várhoz téglalap alaprajzú, mintegy 400×200 m alapterületű külső vár kapcsolódott, melyet sarkain szögletes védőművekkel ellátott várfal és előtte száraz árok övezett. 1541-ben épült meg a Bodrog felőli Vízikapu, Perényi címerrel díszítve.
Perényi Péter elfogatása után az építkezést fia, Gábor folytatta, tovább erősítve és díszítve a várat. Patak várának következő nagyobb méretű építése és korszerűsítése I.Rákóczi György nevéhez fűződik, aki Sárospatakot a családi birtok központjává tette.
Az 1631-ben ismét megkezdett építkezések során a külső várfalon több bástya épült meg.
Megépül a vár kapuja és elkészül a Vörös torony körüli védőmű kazamatája is. Ez a Perényi által épített sokszögű védőmű elé helyezett második falgyűrűből és a kettőnek boltozattal való összeköttetéséből keletkezett.
Átépítették a külső várfal egyik kisebb, kör alaprajzú sarokvédőművét 5 m falvastagságú ó-olaszrendszerű bástyává, és ezt boltozott ágyúállásokkal látták el. Ez időben épülhetett a városfal délnyugati részén a kétemeletes ágyúlőréses kazamatasor az un. hóstát (Hochstadt), az északnyugati sarokbástya boltozott ágyútermekkel, valamint a 15 hosszú lőréses belső védőfolyosó.A tatárjárás után 1250-ben IV.Béla király itt írta meg levelét IV. Ince pápának, melyben a Duna menti várak építését jelenti. A király ekkor járt először Patakon, és feltehetően ekkor határozta el, hogy itt lakótornyot épít.A lakótorony mellett több kisebb torony építésére is sor került, melyek közül egyet, amely nem készült el teljesen és Patak várában, annak északi részén állt, 1262-ben Ubul fia Mihály comesnek adományozott azzal, hogy annak építését fejezze be. Mihály azonban nem sokkal ezután 1285 körül, Kérsemjénen épít magának, így a kapott torony befejezésére nem került sor.
A Baksa nemzetségnek 1300 után megszerzett pataki várát 1321-ben Károly Róbert a gálszécsi uradalomért elcserélte, és király birtok maradt egészen 1390-ig, amikor is Zsigmond király Perényi Miklós szörényi bánnak adományozta vámjával együtt a várost és a várat. Perényi magtalan halála után 1429-ben ismét koronabirtok lesz, melyet a király 1436-ban Pálóczy György esztergomi érseknek adományozott.
A husziták 1440-ben elfoglalták a várat, 1459-ben Mátyás király vezéreinek Rozgonyinak és Héderváry egri püspöknek Magyar Balázs csapatával egyesülve sikerült visszafoglalni, és így Patak ismét a Pálóczyak birtoka lett. Mátyás király 1465-ben kelt oklevelével megengedte Pálóczy Lászlónak, hogy Patakon levő városi kúriáját várszerűen, falakkal és tornyokkal megerősíthesse. Ez a megerősített udvarház a mai Dobó Ferenc utca és a Szuhay Mátyás utca között állt. Feltehetően a vár ekkor még királyi kézben maradt, de a Mátyás halála utáni zavaros időkben Pálóczy azt is megszállta és hozzákezdett a lakótorony korszerűsítéséhez, átépítéséhez.
A mohácsi csatában a vár ura Pálóczy Antal, életét vesztette. A várat Perényi Péter erdélyi vajda elfoglalta, s a füzéri várában őrzött koronát és koronázási jelvényeket csak Sátoraljaújhely és Patak vára ellenében volt hajlandó kiadni I. Ferdinándnak. Így került a Perényi család birtokába Patak vára és uradalma.
János király halála után Perényi Ferdinánd híve lett, azonban 1542-ben a Patak várába meghívott néhány főnemessel ligát alakított, mire Ferdinánd ezért, valamint a törökkel való paktálás vádjával elfogatta és 6 évre Érsekújvár börtönébe záratta. Kiszabadulása után 1548-ban meghalt, így a hatalmas birtokot a várral együtt fia Gábor örökölte. Perényi Gábor 1567-ben örökös nélkül hunyt el, a vár Miksa király kezébe került, aki 1573-ban az egri hős Dobó István fiának Ferencnek és családjának 100000 forintért elzálogosította. Dobó sokat költött a vár helyreállítására és javíttatására, úgyhogy halála után Rudolf császár már 204000 forintban ismerte el tartozását és ebben az összegben kötötte le - más birtokkal együtt - Dobó utódainak, Perényi Zsófiának és örököseinek.
Néhány csendes esztendő után 1605-ben Bocskai István foglalta el Patak várát, 1608-ban azonban Lórántffy Mihály, mint a Dobó család örököse vette zálogba, majd leánya Zsuzsanna hozományaként 1517-ben I. Rákóczi György birtokában jutott. Halála után I. Rákóczi Ferencé lett, aki felesége, Zrinyi Ilona és apósa, Zrínyi Péter útján kapcsolatba került és részt vett a Wesselényi féle összeesküvésben. A szervezkedés kiderült és I. Rákóczi Ferencnek csak 400000 forint váltságdíj ellenében sikerült életét megmenteni, birtokait elkobozták, Patak várát pedig 1671-ben császári csapatok szállták meg. Rövid idő múlva a vár Zrínyi Ilona házassága révén Thököly Imre birtokába jutott, de nem sokkal ezután Caprara tábornok csapatai elfoglalták.
A XVII.század végén újabb szabadságharc tört ki Tokaji Ferenc vezetésével, aki 1694-ben Patak várát is megszerezte. A felkelést leverték és Patakot Vaudemont herceg foglalta vissza, véres bosszút állva a lázadókon. I.Lipót király Sárospatak várának felrobbantását rendelte el, bár az hadi jelentőségét már elvesztette.
II. Rákóczi Ferenc a szabadságharc elején gyakran tartózkodott Patakon és nyilván ezért a kastélyt használható állapotba hozták. Ide hívta össze 1708 novemberében az országgyűlést, melynek utolsó napján az árulásért halálra ítélt Bezerédy Istvánt és sógorát, Botka Ádámot a belső vár udvarán kivégezték.
Rákóczi 1710. október 10-én Ungvárra ment és a vár őrizetét Esterházy Antalra bízta, akitől néhány nap múlva váratlan támadással az osztrákok elfoglalták. Ez időtől kezdve Sárospatak az osztrák kincstár birtoka lett, majd 1720-ban Trautson Donát herceg kapta meg, aki az elhanyagolt várat restauráltatta. A várat és a várost 1737-ben tűzvész pusztította. 1776-ban újra a kincstár kezére került. 1806-ban Bretzenheim Ágost herceg birtoka lett, aki az egész palota épületét rendbe akarta hozatni, de halála ebben megakadályozta. Az építkezést örököse, Bretzenheim Ferdinánd folytatta. Az átépítéseket 1829-ben Koch Henrik, 1841-ben Jean Romano, 1891-ben pedig Ziegler Győző tervei alapján végezték, az ekkor már a Windischgraetz család tulajdonában lévő várban
