城堡的主要建筑大都是从15世纪和16世纪开始修建的，14世纪的一些建筑物仍然存在，而城堡外的防御工事则一直到了18世纪初开始修建。
在17世纪与英格兰形成共主联邦之前，斯特灵城堡也是苏格兰王室众多住宅中使用最广泛的地方之一，它既是一座宫殿，又是一座城堡。数位苏格兰的国王和女王都曾在斯特灵城堡内加冕，其中包括1543年9月9日加冕为苏格兰女王的玛丽·斯图亚特。
詹姆斯五世在1542年的边境战争中逝世后，玛丽一世立即被自己的母亲吉斯王太后用人数众多的骑士、侍从及仆人组成的一支队伍护送到了斯特灵城堡内。王太后这样做的目的不仅仅为了保护自己与詹姆斯五世的女儿，也是为了让女儿可以在斯特城堡内的王室礼拜堂完成加冕仪式。
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