Pierwszym znanym właścicielem tych ziem był Wincenty z Szamotuł z rodu Nałęczów, którego syn Tomisław, kasztelan i wojewoda poznański, uzyskał w 1284 r. przywilej lokacyjny od księcia Przemysła II.
Najwcześniejsza, nieznana dziś budowla zamkowa położona była przy osadzie zwanej Świdwin w południowej części miasta i istniała już w XIV w. Obecne założenie zamkowe, zlokalizowane w niewielkiej odległości na północ od rynku, powstało zapewne w 2 ćwierci XIV w., być może w miejscu wcześniejszego grodziska, a jego budowę wiązać należy z osobą Dobrogosta z Szamotuł Szamotulskiego herbu Nałęcz (zm. 1453 r.).
W południowo-wschodniej części terenu zamkowego, nad kanałem, powstała wtedy murowana z cegieł wieża mieszkalno-obronna, założona na prostokątnym rzucie, o niskim przyziemiu i trzech górnych kondygnacjach. Niższe z nich, z wyjątkiem przyziemia, miały charakter mieszkalny, najwyższa – o nadwieszonych w elewacji wschodniej i zachodniej murach wspartych na arkadowaniu kryjącym machikuły – charakter obronny. Naroża wieży wsparte zostały przyporami, a wieńczył ją wysoki, dwuspadowy z pewnością dach pokryty dachówką. Budowla ta znana jest z podań o więzionej w niej księżniczce, Czarnej Halszce z Ostroga, córce Eliasza Ostrogskiego i Beaty z Kościeleckich, żonie Łukasza Górki, właściciela Szamotuł w XVI w.

Rozbudowa zamku, mająca na celu przekształcenie go w bardziej okazałe założenie rezydencjonalno-obronne, nastąpiła w 2 połowie XV w., zainicjowana przez syna Dobrogosta, Piotra Szamotulskiego z rodu Nałęczów, kasztelana poznańskiego i starostę wielkopolskiego. Powstały wtedy, w niewielkiej odległości na północny zachód od wieży, dwa murowane, ustawione do siebie prostopadle budynki mieszkalne, a cały teren zaczęto otaczać murami obronnymi. Do systemu fortyfikacji włączono istniejącą już wieżę mieszkalno-obronną, przy której, od strony miasta, zbudowano bramę poprzedzoną wydłużonym i umocnionym przedbramiem. Tak szeroko zakrojone prace budowlane (znane z przeprowadzonych badań archeologicznych) były z pewnością wynikiem pomnażanego majątku i rosnącego znaczenia rodu Szamotulskich, wymagającego odpowiednio reprezentacyjnej siedziby. Jednocześnie wymagało tego narastające zagrożenie ze strony Marchii i zakonu krzyżackiego.

Prace budowlane na zamku kontynuował syn Piotra, Andrzej Szamotulski. W jego czasach nadbudowano mury północnego budynku zamkowego, na którego elewacjach wprowadzono dekoracyjny, arkadkowy fryz zachowany częściowo do naszych czasów, odkryty w czasie prac remontowo-konserwatorskich. Przy południowo-wschodnim narożu tego budynku dobudowano wtedy również cylindryczną wieżyczkę ze schodami.