Palcoscenico di numerosi e importanti accadimenti storici nel corso dei secoli, il possente masso calcareo di San Leo costituisce di per sé un baluardo naturale. I Malatesta espugnarono la fortezza nella seconda metà del Trecento, alternandosi nel suo dominio ai Montefeltro sino alla metà del secolo successivo. Sebbene fu Federico da Montefeltro a commissionare, nel Quattrocento, il ridisegno della struttura del mastio al grande architetto senese Francesco di Giorgio Martini, ai Malatesta si deve l’antecedente costruzione delle torri durante la loro dominazione, sancendo l’assoluta importanza strategica della roccaforte. Dal 1631 la fortezza venne adattata a carcere, nelle cui anguste celle furono imprigionati patrioti risorgimentali – dei quali il più celebre fu Felice Orsini – e liberi pensatori come il palermitano Cagliostro.