En el siglo XVII sólo existía un pequeño fuertecillo para defender a las poblaciones de Maracaibo y Gibraltar de los ataques e invasiones de piratas, corsarios, bucaneros y filibusteros. A raíz de las incursiones del pirata Jackson en 1643, se propuso fortificar la barra de entrada al lago de Maracaibo. A través de una Real Cédula, se ordenó fortalecer la protección, por lo cual se construyó el primitivo Castillo de la Barra de Grande, cuyas deficiencias no evitaron nuevas incursiones piratas.

En ese entonces, Maracaibo pertenecía a la Gobernación de Mérida y La Grita, la cual a su vez dependía de la Audiencia de Santa Fe, y es precisamente el gobernador de Mérida, Jorge Madureira Ferreira quien inicia los trabajos del Castillo de San Carlos. La construcción se finalizó en 1682. El ingeniero militar Francisco Ficardo fue el encargado del informe que explicaba los planos del castillo recién construido.

Mientras se levantaba la Fortaleza de Zapara, el Castillo de San Carlos iba siendo dejado en el olvido de gobernantes, que emprendieron diversas obras para reparar su estructura, pero ninguna fue concluida.

El Castillo de San Carlos sirvió de resistencia durante el Bloqueo de 1903, pero su protagonismo fue mayor durante la guerra de Independencia, porque fue el último bastión español derrotado para lograr la emancipación: José Tomás Morales se había apoderado del Castillo de San Carlos casi un año antes de la Batalla Naval del Lago de Maracaibo, el 24 de julio de 1823, pero tras la derrota, hizo entrega del fortín a los próceres venezolanos; para luego capitular ante Manrique y Padilla.

Este castillo, que ahora constituye un atractivo turístico de la Isla de San Carlos, en el actual municipio insular Almirante Padilla, fue también una cárcel política durante el siglo XIX y hasta el final de la dictadura de Marcos Pérez Jiménez; y hoy en día recibe a visitantes que buscan descubrir en sus oscuros pasillos cuentos de piratas, hazañas de próceres y secretos de prisioneros.