Castiglione dei Pepoli, fino al 1863 veniva denominato Castiglione dei Gatti, epesegetico di derivazione non certa (forse da Gat, bosco, forse dagli amenti dei castagni detti anche gatti, forse dal monte sovrastante che, visto da oriente, ha la sagoma di un gatto accovacciato) mentre la denominazione Dei Pepoli fa riferimento ai signori che tennero il territorio fino al 1796.

Nel sec. XII tutto il territorio castiglionese si trovava sotto la signoria feudale dei conti Alberti di Prato e Mangone. Nel 1340 le terre degli Alberti furono vendute ai Pepoli, riconosciuti solennemente da Carlo IV nel 1369 e rimasti signori fino al 1796. Nel 1796 i francesi, guidati da Napoleone, entrarono a Castiglione e i Pepoli giurarono fedeltà alla repubblica (24 marzo). Inizialmente Castiglione fu feudo della Repubblica Cispadana, ma ne divenne definitivamente parte l'8 aprile 1797, data in cui il Castiglionese, governo feudale cispadano, cessò di pagare la polizia del governo locale.

Dopo la sconfitta di Napoleone, Castiglione non fu riconsegnato ai Pepoli, ma passò allo Stato della Chiesa ed ebbe quella sistemazione territoriale che è rimasta fino ai giorni nostri: Castiglione come capoluogo di Comune, con le frazioni di Baragazza, Sparvo, Creda e Lagaro. Nel 1859 Castiglione passò al Regno d'Italia. L'apertura nel 1879 della prima strada carrozzabile determinò un notevole risveglio economico nell'ex capitale del feudo: nel 1888 venne aperto uno stabilimento terapico che divenne centro eccezionale di tutta la montagna bolognese, raggiungibile sia da Castiglione che da Prato in sole sei ore.

Nei primi anni del Novecento, continuò lo sviluppo di Castiglione, raggiungendo i 18105 abitanti (Castiglione 6526, Camugnano 6156, Piano del Voglio 4539). Nel 1911 nasce l'industria idroelettrica con la diga del Brasimone. Anche Bologna utilizza l'energia elettrica di Castiglione. Negli anni Trenta durante la costruzione della Direttissima, inaugurata nel 1934 l'afflusso dei lavoratori provocò un aumento della popolazione che raggiunse i 13.000 abitanti. Seguì un periodo di decadenza,un po' per la guerra, ma anche per la mancanza di risorse economiche ed iniziative pubbliche.

Negli anni Sessanta, nell'ambito dello sviluppo dell'energia nucleare, il bacino del Brasimone venne scelto come area per la creazione di un impianto per la fusione nucleare a freddo. Ma la ripresa durò pochi anni. L'impianto del Brasimone è ora un osservatorio ambientale. Le prospettive per una ripresa dello sviluppo sono legate ora alla "Variante di valico".