Hay evidencias de la presencia humana en Castrillón en épocas prehistóricas a través de diversos útiles hallados en San Martín de Laspra, en Arnao y en Santa María del Mar.

De la cultura castreña quedan dos restos: el castro de la Armada en Quiloño y otro en Raíces y del período romano fueron halladas dos lápidas: una en Peñarrey y la otra en San Martín de Laspra.

No se conoce exactamente la fecha de construcción del Castillo de Gauzón, erigido en el Peñón de Raíces (en la zona que llamaban El Castrillón), sobre un antiguo castro astur-romano, con la finalidad de proteger la entrada de la ría de Avilés de posibles ataques de árabes, vikingos y piratas normandos. Aunque si se sabe que ya en el año 741, Alfonso I lo cita como una importante fortaleza (según la opinión de algunos autores, el castillo existía desde la época romana, y otros lo creen contemporáneo a la monarquía astur).

En el siglo X, el castillo desempeña la capitalidad del Alfoz de Gauzón y aglutinaba los actuales concejos de Castrillón, Avilés, Illas, Gozón, Carreño y Corvera. De este alfoz, proviene el primer escudo heráldico que tuvo el concejo y que puede observarse en la fachada del antiguo Ayuntamiento, hoy convertido en la Biblioteca Municipal de Piedras Blancas, o también, sobre la parte posterior del busto erigido en honor al Dr. Pérez en Salinas. Este detalle es el que hizo que durante mucho tiempo, el Castillo de Gauzón se buscase en tierras del Concejo de Gozón.

En el año 905, Alfonso III levanta una capilla, la de San Salvador dentro del Castillo, siendo consagrada por tres obispos; Sisenando, Nausto de Coimbra y Recaredo de Lugo. En ese mismo año (el 20 de enero), en una confirmación de privilegios y donaciones efectuada por Alfonso III, se hace alusión escrita al Castillo y a un monasterio en Quiloño, en estos términos:

En el Castillo de Gauzón, se levantó el taller de orfebrería mas importante que hubo en Asturias, siendo su pieza mas valorada la Cruz de la Victoria (elaborada en el año 908) que mas adelante obsequiaría Alfonso III a la Cámara Santa de Oviedo. Reflejo de su acometida en este taller, es una inscripción que recorre los brazos de la cruz por el reverso:

Los orígenes del monasterio de Santa María de Raíces se hunden en la neblina. Algunas noticias históricas hablan de una iglesia prerrománica bajo advocación de Santa María que existiría ya a inicios del siglo X (tal vez hemos de imaginar este edificio como un modesto oratorio). Antes del año 1.181, la iglesia, junto a su coto, son concedidos a la Orden de Santiago por Fernando II , que lo posee hasta su ruina en el siglo XV.

El conde asturiano Gonzalo Peláez se rebela contra el rey Alfonso VII en el año 1.132. El conde se hace fuerte en el Castillo de Gauzón y en otras fortalezas asturianas, triunfando los ejércitos reales.

El Castillo de Gauzón tuvo diversos propietarios a lo largo de su historia. En 1.206 formó parte de la dote de Berenguela, esposa de Alfonso IX de León. Posteriormente perteneció a la Orden de Santiago que sostuvo un litigio con la viuda de García González de León que, al parecer, se había adueñado de él.

En el año 1.329 fue dado en encomienda a Rodrigo Alvarez de las Asturias que dispuso en su testamento que la fortaleza volviera a los Caballeros de Santiago, pero estos declinarán de su derecho en favor de Enrique, hijo bastardo de Alfonxo XI.

En el año 1.335, el rey Alfonso XI incorpora este alfoz (junto con Illas, Carreño y Corvera) al municipio de Avilés. El "Camino" atravesó tradicionalmente este municipio siguiendo la ruta de los San Martines (San Martín de Podes, San Martín de Laspra).

A comienzos del siglo XV, nuevos ocupantes habitan el Monasterio de Santa María de Raíces. La rica familia avilesina de los González de Oviedo funda allí, con apoyo del Papa, un Eremitorio Franciscano de Santa María a los pies del Peñón de Raíces. Pueden verse empotrados entre los muros, una arcada románica con columnillas, dos puertas coronadas en arco, algunos lienzos de muro, varios escudos, así como la espadaña del templo. Pero además, se puede intuir la existencia de un palacio fundado por la misma familia a comienzos de siglo y que podría encontrarse oculto entre las viviendas actuales adosadas al monasterio. Estos monasterios, daban fe del paso por sus proximidades del Camino de Santiago del Norte, como se le conoce, ya que atraviesa el concejo por dos rutas diferentes, una por el interior y otra por el norte.

Alfonso X el Sabio cede el Castillo de Gauzón a la Caballería de Santiago, que lo vende en 1.420, empezando ahí su desmantelamiento.

En la segunda mitad del siglo XV, los franciscanos son reemplazados por la Orden Mercedaria, que ocupará el eremitorio hasta fines del siglo XVII, cuando se desplazan al barrio avilesino de Sabugo. Los patronos del monasterio son por entonces la familia avilesina de los Alas-Pumariño , de quienes se conservan sus escudos. En el tiempo de los mercedarios se elevan nuevas estructuras, como la imponente fachada monumental del convento, coronada por el blasón de la orden. Durante esta época, los frailes fomentan el desarrollo del espacio agrario y de la aldea de Raíces.

Hasta 1.800, el mar llegaba casi hasta Raíces, no existiendo ni San Juan de Nieva, ni la Playa de Salinas (solo se encontraban unas salinas, donde se obtenía sal desecando el agua del mar).

En ese año, debido a que la acción de las mareas arrastraba arena y basa, y cegaba constantemente la entrada a la ría de Avilés, comenzaron las obras de canalización de la margen izquierda de la ría, construyendo un espigón y creando la dársena de San Juan de Nieva. El espigón cambió el efecto de las mareas, que arrastraron la arena hacia la zona de Raíces.

La canalización del río Raíces (anteriormente se podía llegar a San Miguel de Quiloño en lancha desde Avilés), hizo que se desecaran las tierras colindantes, y la de la ría, es decir, el nuevo espigón, que variaría la línea de costa.

El problema que quedaba por resolver, era que el nuevo terreno, ganado al mar y al río, eran dunas (arena que se movía y era necesario fijar para poder aprovecharlo). En el contrato que se hizo con la Real Compañía Asturiana para la construcción de un ferrocarril que uniría Arnao con la dársena de San Juan de Nieva, esta debía ocuparse de hacer lo necesario para fijar el terreno mediante esparto, naciendo así El Espartal.

En 1.820, el futuro de Arnao empieza a cambiar, al instalarse en esa poblacion, sus primeras fundiciones. La Real Compañía Asturiana de Minas, una de las primera multinacionales de España y que poco tenía que ver con la industria salinera desarrollada principalmente en Bayas y Naveces en la Edad Media, se establece en la playa de Arnao en 1.834, con un capital de 450.000 reales de vellón. En principio, la instalación iba encaminada a la concesión de la licencia pertinente para la fabricación de cañones y otros armamentos para la marina de guerra española, cometido que le fue asignado a la fábrica de Trubia, dedicándose durante estos años a la extracción de hulla de su famosa mina submarina (la primera de España de este tipo).

En 1.854 compra los terrenos de las colinas y valles de Arnao para instalar una fundición de zinc (Asturiana de Zinc), creando el túnel que une Arnao y Salinas para comunicar las fábricas con la ría de Avilés. En ese mismo año, la compaññia compra también el arenal de El Espartal (que se extendía desde las colinas de Arnao hasta el puerto de Avilés), fijando las dunas móviles mediante la plantación de pinos para evitar que se aterrara la vía del ferrocarril Arnao - San Juan de Nieva que se usaría para trasportar el carbón desembarcado y llevarlo a la fundición.

En 1.890 se construye la Dársena de San Juan de Nieva, y en esta misma localidad, la Real Compañia Asturiana de Minas (además de la que ya tenía en Arnao) crea una nueva instalación en 1.916.

También en el año 1.916, Manuel Álvarez-Buylla inaugura el Real Club Nautico de Salinas, un edificio de madera construido por Antonio Treillard a iniciativa de varias familias de Oviedo y Madrid que pasaban tradicionalmente sus vacaciones en esta población. Posteriormente fueron derribados y edificados nuevos edificios (en 1.960 y 2006), pero siempre en la misma ubicación.

Otros elementos importantes del Concejo, podemos encontrarlos en localidades como: San Martín de Laspra, Santo Adriano, Las Barzanas, ...

Las primeras noticias conocidas sobre la fundación de San Martín de Laspra proceden del testamento de Alfonso III. El templo actual es de una nave, con bóveda de arista con fajones de piedra, dos capillas a cada lado y ábside amplio cubierto con crucería sencilla. La torre, que data de 1.787, es una de las más notables entre los ejemplos rurales asturianos. Culmina en una cúpula de ocho paños, sobre base ochavada, que remata en bola y cruz de hierro. El retablo mayor, realizado a fines del XVIII en un estilo de transición del barroco al clasicismo académico está consagrado al titular del templo, San Martín.

En el lado noroeste se encuentra adosada una pequeña ventana bífora tallada en un bloque de piedra y que se puede fechar entre los siglos IX y XI. Cabe señalar como dato curioso de esta iglesia su posible emplazamiento sobre un templo anterior posiblemente de época romana como lo confirmaría el haberse encontrado en su interior una curiosa ara que muy probablemente estuviese dedicada al culto mitraico.

En Santo Adriano existe una capilla que aún conserva su escudo cisterciense. En Naveces, la Iglesia de San Román (s. XVIII) con una torre cuadrada, que continua las construcciones típicas de la costa asturiana y el Palacio de los Prada, con torre blasonada y amplio cuerpo lateral.

La Capilla del Cristo (s. XVIII), en Las Bárzanas, que destaca, sobre todo, por su maciza torre. A poca distancia, en Quiloño, la Iglesia de San Miguel con espadaña, tambien del siglo XVIII. Y en Pillarno la Iglesia de San Cipriano, en la que se conserva una ventana prerrománica (siglo V al VIII) y la Capilla de San Pedro, del siglo XVII. En este mismo lugar está la Gruta de Arbedales, descubierta en 1.963, impresionante formación geológica natural de estalactitas y estalagmitas.

En el pueblo de Arnao es digna la mención de "La Casona", edificio residencial de mayor envergadura del concejo, con capilla adosada (finales XIX, principios XX), emplazada en un promontorio junto al mar y que fué la casa del director de la Real Compañía Asturiana de Minas. También cabe destacar el retablo de la Iglesia del Carmen y el Monasterio de la Merced.