Castelbuono nasce praticamente con la costruzione del castello dei Ventimiglia, nel 1316, in prossimità del borgo d'Ypsigro. A volerlo fu Francesco conte di Ventimiglia, nel periodo della reggenza del re normanno Federico II. Il tutto è attestato in una lapide che si trova sull'arco di ingresso del castello. Il nome “Castelbuono” si trova, per la prima volta, in un documento successivo. Redatto nel 1329, è un atto notarile tra il conte Francesco Ventimiglia ed il vescovo di Cefalù, in cui egli dichiara la proprietà del bosco e delle terre di S. Maria di Bisanzio, in territorio “Castri Boni”.
La proprietà dei Ventimiglia sulla vasta area, iniziata, con molta probabilità, già prima della costruzione del maniero (della contea di Ypsigro), durò per secoli fino al Novecento. La famiglia Ventimiglia non era d’origine siciliana, ma ligure, dalla Contea del Maro. A metà del Duecento, Enrico II conte di Ventimiglia e del Maro, figlio del conte Filippo I, si trasferì in Sicilia, riuscendo, in breve tempo, ad imparentarsi persino con Federico II. La famiglia nei secoli dominò in vaste aree delle Madonie, mantenendo grande importanza ed influenza negli affari della regione.

Il ramo siciliano della famiglia inizio quando Enrico Ventimiglia sposò la contessa Isabella d'Altavilla, divenendo, automaticamente, conte di Geraci. Sempre Enrico, nel 1269,  conseguì, con una permuta, dal vescovo di Lipari il collem sancti Petri de Ypsigro, cioè, il colle di San Pietro, dove sorgerà Castelbuono. Il nipote di Enrico, Francesco I, creò un cenobio francescano sul colle di Ypsigro, con il permesso del Papa. Era il 1316. In quell’anno, iniziarono i lavori per il castello. La tipologia di esso era confacente con quella del periodo:  un torrione centrale, detto Maschio, con vicina residenza per il feudatario. Nel 1338, con la morte di Francesco Ventimiglia, il ducato tornò di proprietà del dominio regio, fino al 1354, quando fu ridato in mano ai discendenti della famiglia dei Ventimiglia. Un secolo dopo, Giovanni I Ventimiglia pose a Castelbuono la residenza della sua “corte”. La decisione comportò lo spostamento, da Geraci a Castelbuono, della sacra Reliquia del teschio di Sant'Anna, ritrovata, si dice, in Palestina dai templari, nel corso di una crociata.

Nel 1595, il titolo di duca fu mutato in quello di principe di Castelbuono, che divenne "capitale dello Stato di Geraci". Giovanni III Ventimiglia, divenuto Principe dell'Accademia della Stella, creò i "Cavalieri della Stella", che si addestravano in quella che oggi è chiamata “il Piano del Marchese” (all’interno del castello).
Il novello principe si applicò, inoltre, nel campo culturale ed edilizio insieme. Fece giungere i padri Cappuccini e i padri Domenicani, ospitati in conventi con annessa chiesa, affidando loro l’istruzione della popolazione. Fece iniziare la costruzione della Matrice Nuova (nel 1602) e, poi,  fece trasportare la fontana di Venere Ciprea nel paese (nel 1614).
Per tutto il XVII secolo, la cittadina crebbe d’inportanza. Vennero edificate chiese e conventi, furono tracciate strade decorate da fontane. Nel 1701, fu aperta al culto la Nuova Matrice. Nel corso del successivo secolo, operarono a Castelbuono artisti come i Serpotta che si adoperarono alla cappella di Sant'Anna. Si crearono alcune accademie letterarie e venne edificato un teatro. Per un certo periodo, Torquato Tasso soggiornò a Castelbuono.

Con l’abolizione dei privilegi feudali, nel 1812, iniziano ad operare nel paese nueve casate, come quelle dei Guerrieri, dei Collotti e dei Galbo. Molto impegnate in campo culturale, queste lo sono anche a livello economico. Ad esempio, iniziano le esportazioni a Palermo della manna, tipico prodotto di queste terre. Opera, invece, nel settore della ricerca medico-scientifica, l’importante figura di Francesco Minà Palumbo.

La città, ovviamente, partecipò ad i moti risorgimentali (nel 1848 e nel 1860) e venne lodata da Giuseppe Garibaldi. Tuttavia, si schierò a favore della rivolta sociale dei fasci siciliani, nel 1893, subendone le conseguenze. Tra i principali personaggi risorgimentali, vi fu il barone Francesco Maria Guerrieri Failla, poeta e patriota locale.

Nel 1944, Alfredo Cucco, nato a Castelbuono, diviene sottosegretario al Ministero della Cultura Popolare della Repubblica di Salò.
Con le elezioni comunali, nel 1946, a suffragio universale, viene eletto Sindaco Filippo Bonomo, del partito della “democrazia repubblicana”. Ma è una donna ad essere eletta e a ricoprire la carica di vice-sindaco di Castelbuono, Nicla La Grua. Per i tempi è decisamente sorprendente.