Крепостта е построена по времето, когато тези територии са били в пределите на Римската империя. При построяването на някогашната римска крепост са използвани изключително естествените скални форми, които се намират тук. На пректика крепостни стени са били построени само от северозапад и югоизток. От останалите страни крапостния двор е преграден от естествени скални масиви с височина над 70 метра.

Първоначално Белоградчишкото кале е имало предимно наблюдателни функции, а не строго отбранителни. През 14 век цар Иван Срацимир разширява старото укрепление. Той построява крепостни гарнизони пред съществуващите преградни скални масиви. По време на управлението на цар Срацимир крепостта става едно от основните по важност укрепления в региона като отстъпва само на Видинската крепост, където се е помещавала крепостта на самия Срацимир.

При завладяването на България от Османската империя Белоградчишката крепост бива превзета. Белоградчишкото кале пада през 1396 г. По време на Османското робство османците са принудени да разширят крепостта, поради засилената хайдушка и революционна активност в района. Същински изменения в структурата на крепостта са нанесени в началото на 19 век.

В разширенията от този период проличава характерен за османското крепостостроителство стил. Извършва се почти пълно преустройство, както и допълнителни разширения. Добавени са и типично европейски елеминти в крепостта. Това се дължи на френските и италианските инженери, които участват в разширението.

Важна е ролята на Белоградчишкото кале в потушаването на Белоградчишкото въстание от 1850 г. За последен път крепостта е използвана във военни действия по време на Сръбско-българската война през 1885 г.

Стените на калето са с дебелина над 2 метра в своята основа. На височина стените на укреплението достигат до 12 метра. Съществуват три отделени един от друг крепостни двора, които се свързват помежду си посредством крепостни порти. Белоградчишката крепост има обща площ 10 210 кв. м.

Крепостта е реставрирана, след като е обявена за паметник на културата. Стопанисва се от управлението на Белоградчишкия исторически музей“.