Realizzato tra il 1570 e il 1573 su commissione di Pio Enea degli Obizzi, il castello presenta saloni affrescati nel Cinquecento dallo Zelotti, terrazze che offrono scorci unici sul panorama circostante dei colli Euganei e il "Cortile dei Giganti".
Esso fu ideato dallo stesso Pio Enea (inventore dell'obice) senza l'aiuto di architetti ed il risultato è un edificio a metà tra castello militare e villa principesca. La famiglia Obizzi si estinse nel 1805 con il marchese Tommaso che lasciò il castello agli eredi della casa d'Este, gli Arciduchi di Modena. Con Francesco IV fu costruita l'ala più in lato detta Castel Nuovo. Alla morte di Francesco V il castello passò all'Arciduca ereditario d'Austria Francesco Ferdinando. Con questi ultimi due proprietari la ricca collezione di strumenti musicali e quadri e l'armeria furono trasferiti nel castello di Vienna e nel castello di Konopischt. Dopo la prima guerra mondiale il Catajo fu assegnato al governo italiano e fu successivamente venduto alla famiglia Dalla Francesca.