La place du château doit son nom à un château qui s’y trouvait vraisemblablement depuis le Moyen Âge. Cependant, aucun document graphique, ne permet de rendre compte de cette construction, à ce jour. L’abbé Razoua, à la fin du 19e siècle mentionne, cependant, une tradition orale qui décrit les vestiges d’une tour à cet emplacement, au début de ce siècle (Razoua, p. 14).
Quelques textes médiévaux mentionnent le château de Puylaroque. En 1203, l'acte de vente de la seigneurie par Bertrand de la Roque mentionne "la salla de ladite ville" (Moulenq p. 303). En 1209, la ville est dite ruinée par la croisade, mais en 1270 Alphonse de Poitiers, comte de Toulouse, donne le château de Puylaroque à Raymond de Puycelsis (ou Pechcelsis) et en 1292 un Raymond de Laroque, chevalier, "esta al castel del Pueig de la Roca" (Razoua, p. 213). En 1316 "le lieu, le château et la juridiction" sont vendus par Bernard de Puycelsis au comte d'Armagnac (Moulenq p. 304). Peut-on en déduire qu'un "château" (tour, logis ?) se trouvait à cet emplacement au moins jusqu'au 14e siècle ?
Le lien entre les galeries souterraines se trouvant sous la place et l’emplacement du château n’est pas attestée à Puylaroque, bien qu’il existe des exemples de sites castraux conservant des galeries souterraines, par ailleurs.
Au 17e siècle, le château ne semble déjà plus exister, et le compoix de 1648 montre également que les abords immédiats de la place sont peu densément bâtis (mention de plusieurs ayrals, terrains à bâtir). La place du château est vraisemblablement appelée « le patus de la plateforme » (compoix de 1648, f° 465) ou simplement « la plateforme » (f° 79) au 17e siècle. Cette appellation renseigne probablement sur son usage à vocation défensive dans un contexte de heurts entre catholiques et protestants. Une plateforme sert, généralement, à disposer et manœuvrer des canons à l’époque moderne.
Cette hypothèse peut être renforcée par une construction à flanc brisé, rappelant les plans étoiles de certains bastions, qui est visible sur le plan cadastral de 1835, mais aujourd’hui détruite. Ce plan montre également que les parcelles bordant la place à l'est sont encore peu bâties à ce moment.
Depuis la fin du 18e siècle, la place a retrouvé son appellation de « place du vieux château » (cadastre de 1787, f° 56). À la fin du 19e siècle, elle est utilisée comme place du marché à paille, pour l’industrie locale du chapeau de paille, comme en témoigne les cartes postales anciennes.
Le mur de soutènement de la place est refait en 1887.
La place du château a aujourd’hui vocation de parking.
