La fortificazione fu costruita dagli Aldobrandeschi a partire dal X secolo, che successivamente la lasciarono in usufrutto ad una famiglia locale, loro alleata, i Lambardi.
Nel 1332 la famiglia Lambardi fu costretta a compiere un atto di sottomissione di tutti i possedimenti alla Repubblica di Siena, che da allora iniziò a controllare la rocca che, nei decenni successivi, fu ceduta ai Pisani.
Nel 1398 Buriano e la sua rocca vennero conquistati dagli Appiani ed entrarono così a far parte del Principato di Piombino.
La lunga permanenza nello stato piombinese fino al 1815 portò, in più riprese, alla modifica di alcune parti della fortificazione per adattarla alle nuove esigenze. Con la susseguente annessione al Granducato di Toscana la rocca fu definitivamente dismessa ed iniziò così un lungo periodo di degrado che ha compromesso in parte l'originaria struttura.
Le strutture murarie, completamente rivestite in pietra, si inseriscono tra i resti di alcune torri a sezione quadrangolare con basamento a scarpa; ad altezze diverse presentano una serie di piccole feritoie di forma quadrata. Da segnalare una pregevole monofora ben conservata con arco a tutto sesto, che rievoca gli originari elementi stilistici romanici.