Το κάστρο του Αγ. Δονάτου βρίσκεται στους πρόποδες του Όρου Κορίλα, μέσα στη πόλη της Παραμυθιάς. Πήρε το όνομα του Πολιούχου της πόλης. Οι τοίχοι του ταξινομούνται σε τρεις κατασκευαστικές φάσεις, από την αρχαιότητα έως τα τέλη της Τουρκοκρατίας. Η πρώτη φάση ξεκινάει από τα Ελληνιστικά χρόνια, η δεύτερη στα Βυζαντινά χρόνια και η τρίτη στην περίοδος της Τουρκοκρατίας.Το Βυζαντινό κάστρο αναφέρεται από τους ιστορικούς του Μεσαίωνα, ο Προκόπιος (6ος αιώνας), όπως επίσης τα Χρονικά του Τοκκόι (αρχές του 15ου αιώνα). Τον 6ο αιώνα ο Ιουστινιανός (από το οποίο αρχίζει ο εξελληνισμός του Βυζαντινού κράτους) έκτισε το κάστρο (και μια σειρά από κτίρια και ναούς) με σκοπό την ασφάλεια των κατοίκων. Είχαν προηγηθεί οι επιδρομές των Γότθων και των Βανδάλων, ενώ το 551 μχ γίνεται ένας τρομερός σεισμός και ο βασιλιάς της Ιταλίας Τωτίλας λεηλατεί όλα τα παράλια της Θεσπρωτίας. Το κτίσιμο έγινε στα θεμέλεια αρχαίου Ελληνικού τοίχου και έδωσε το όνομα του φύλακα και προστάτη της περιοχής.
Το κάστρο αποτελείται από μια μεγάλη, πολυγωνική, εξωτερική περίφραξη, πάνω από την οποία βρίσκονται οι Βυζαντινοί τοίχοι (ύψους 2μ περίπου) με το φρούριο να βρίσκεται στην κορυφή. Η κεντρική είσοδος σήμερα, έχει σχεδόν καταστραφεί. Σο εσωτερικό του κάστρου βρίσκονται ερείπια κτιρίων από την Τουρκοκρατία. Από την αρχαιότητα μέχρι σήμερα, η περιοχή της Παραμυθιάς πληρούσε τις προϋποθέσεις για την ανάπτυξη μικρών ή μεγαλύτερων οικισμών. Στην φυσική οχυρή θέση του κάστρου της πόλης, στις πλαγιές του όρους Κορίλα (Γκορίλα), απ’ όπου ελέγχονταν οι φυσικές διαβάσεις της περιοχής σώζονται λείψανα Ελληνιστικής οχύρωσης. Σε μικρή απόσταση ΒΔ της Παραμυθιάς έχουν εντοπισθεί τα ερείπια της Φωτικής, που ιδρύθηκε από τους Ρωμαίους το 167 π.Χ. Η πόλη ακμάζει και κατά τον 5ο αιώνα μ.Χ. αναφέρεται ως έδρα επισκοπής. Επίσκοπος τότε αναφέρεται ο σπουδαίος θεολόγος Διάδοχος. Σύμφωνα με τον ιστορικό Προκόπιο, ο αυτοκράτορας Ιουστινιανός (527-565) ανανέωσε την πόλη της Φωτικής και έχτισε ένα οχυρό με την ονομασία Άγιος Δονάτος. Με το ίδιο όνομα ήταν γνωστό το κάστρο της Παραμυθιάς από τη βυζαντινή εποχή. Μετά τον 10ο αιώνα μ.Χ. η πόλη της Φωτικής παρακμάζει και πιθανολογείται η δημιουργία οικισμού στη θέση της σημερινής Παραμυθιάς και του κάστρου της. Δεν είναι γνωστό πότε κατασκευάστηκε το κάστρο που σώζεται μέχρι σήμερα. Σύμφωνα με ιστορικές μαρτυρίες στα 1294 οι δεσπότες της Ηπείρου υποσχέθηκαν το κάστρο του Αγίου Δονάτου στον Φίλιππο του Τάραντα Στα 1338/9 ο διοικητής του παρέμεινε πιστός στον βυζαντινό αυτοκράτορα Ανδρόνικο Γ’ (1328-1341). Στα 1367 η κυριαρχία του κάστρου αφαιρείται από τον φρούραρχο Βάρδα και στα 1380 αγοράζεται από το δεσπότη των Ιωαννίνων Θωμά Πρελούμπο (1367-1380).
Στα 1411 υποτάχτηκε στον Κάρολο Α’ Τόκκο. Μετά τα 1430 η περιοχή υποτάσσεται στους Τούρκους, η πόλη και το οχυρό στα επίσημα έγγραφα αναφέρεται διοικητικό, στρατιωτικό και οικονομικό κέντρο της περιοχής. Οι περιγραφές του περιηγητή Εβλιά Τσελεμπή (1670) και άλλων Ευρωπαίων δίδουν πληροφορίες για την ακμή της πόλης και την ευημερία των κατοίκων της. Με την ανάπτυξη της πόλης ερημώνεται σταδιακά ο οικισμός του κάστρου και εγκαταλείπεται οριστικά στην εποχή του Αλή πασά.
Για πρώτη φορά χτίστηκε κάστρο στο ύψωμα κατά τους Ελληνιστικούς χρόνους. Επί Ιουστινιανού το κάστρο ανακατασκευάστηκε όπως πολλά άλλα κάστρα στη Βυζαντινή επικράτεια. Σίγουρα πρέπει να δέχθηκε τροποποιήσεις και μεταγενέστερα ιδίως την περίοδο του 13ου, 14ου αιώνα, όταν η κατάσταση στην περιοχή ήταν ρευστή. Συνέχισε να χρησιμοποιείται σε όλη τη Βυζαντινή περίοδο καθώς και επί Τουρκοκρατίας. Με την ανάπτυξη της πόλης της Παραμυθιάς επί Τουρκοκρατίας, ο οικισμός μέσα στο κ΄στρο άρχισε να φθίνει και εγκαταλείφθηκε οριστικά επί Αλή πασά, μάλλον στις αρχές του 19ου αιώνα. Ο ιστορικός του 6ου αιώνα Προκόπιος αναφέρει την κατασκευή κάστρου με την ονομασία «Άγιος Δονάτος» στην περιοχή. Επίσης γίνεται μνεία στο ανώνυμο μεσαιωνικό χρονικό των Τόκκων.
Το όνομά του το πήρε από τον πολιούχο της πόλης Άγιο Δονάτο, ο οποίος ήταν επίσκοπος Ευροίας τον 4ο αιώνα. Η ιστορία του κάστρου ταυτίζεται με την ιστορία της Παραμυθιάς. Μετά την Ελληνιστική περίοδο πέρασε στους Ρωμαίους και μετά στους Βυζαντινούς. Από την αρχή του 13ου αιώνα ανήκε στο Δεσποτάτο της Ηπείρου. Το 1337 πέρασε για λίγο επί Ανδρόνικου Γ’ Παλαιολόγου στην κυριαρχία του Βυζαντίου και το 1349 βρίσκεται στην κυριαρχία τουΣέβου ηγεμόνα Στέφανου Δουσάν. Στα 1380 αγοράστηκε από το Σέρβο Δεσπότη των Ιωαννίνων Θωμά Πρελούμπο (ή Πρελούμποβιτς). Στα 1411 υποτάχτηκε στον Κάρολο Α’ Τόκκο, (Δούκας της Λευκάδας αρχικά και ύστερα «Δεσπότης της Άρτας και των Ιωαννίνων» μέχρι το 1429). Το 1449 η Παραμυθιά καταλαμβάνεται από τους Τούρκους και παραμένει υπό τουρκική κυριαρχία μέχρι το 1913. Δομικά, Αρχιτεκτονικά, Οχυρωματικά Στοιχεία: Το κάστρο αποτελείται από μια μεγάλη, πολυγωνική, εξωτερική περίφραξη, πάνω από την οποία βρίσκονται οι Βυζαντινοί τοίχοι (ύψους 2μ περίπου) με το φρούριο να βρίσκεται στην κορυφή.
Η κεντρική είσοδος σήμερα, έχει σχεδόν καταστραφεί. Στο εσωτερικό του κάστρου βρίσκονται ερείπια κτιρίων από την Τουρκοκρατία.
Σημερινή Κατάσταση: Σήμερα, σώζονται μόνο τμήματα από το δυτικό τείχος και τον δυτικό πύργο στην κορυφή πάνω από την πόλη. Κάτω από το κάστρο σώζεται και η Κούλια της Παραμυθιάς, το μόνο από τα πυργόσπιτα που διατηρήθηκε μέχρι σήμερα, έστω και ανακατασκευασμένο