Pierwsza wzmianka o istnieniu w Pęzinie warowni o charakterze militarnym pochodzi z roku 1285, kiedy wymieniony został pierwszy znany ze źródeł pisanych właściciel tej miejscowości, Rytgerus de Pansyn. W rozwidleniu dwóch niewielkich rzek Krępieli i Pęzinki, w otoczeniu bagien i moczarów, stał gród drewniano-ziemny tego rycerskiego rodu. Po wymarciu ostatniego z Pęsinów w r.1357 miejscowość przeszła w ręce znanego na Pomorzu Zachodnim rodu Borków, którzy przystąpili wkrótce do modernizacji grodu(w drugiej połowie XIV w.) . Zamek ten miał wzmocnić pozycję społeczną i gospodarczą Borków w tym regionie.
W r. 1382 Borkowie sprzedali Pęzino baliwowi joanitów brandenburskich; odtąd stało się ono jego prywatną własnością. Wkrótce, pod koniec XIV w., przystąpiono wznoszenia murowanego zamku na miejscu dotychczasowego drewnianego gródka. Najpierw wzniesiono potężną wieżę kamienno-ceglaną (o kwadratowej podstawie przechodzącej w cylinder w części górnej) i skrzydło mieszkalne, usytuowane w pewnej odległości od wieży( o wymiarach 9x29m). Wieża i skrzydło mieszkalne połączone zostały murem kurtynowym, wysokim do 14 m. W ten sposób powstał kwadratowy dziedziniec opasany murami kurtynowymi, wieżą i budynkiem mieszkalnym. Między wieżą a budynkiem mieszkalnym znajdowała się brama wjazdowa ze zwodzonym mostem, przerzuconym przez fosę, która okalała cały zamek. Komunikację pomiędzy wieżą a skrzydłem mieszkalnym umożliwiał ganek strzelniczy zawieszony w murze kurtynowym (frontowym). Dolna część wieży służyła za więzienie.Budowę zamku ukończono na poczatku XV w.
W latach 1478-1482 zamek został sprzedany zakonowi joannitów, którzy utworzyli tutaj komturię zakonu
. Jednakże już wkrótce, bo w roku 1493, zamek ponownie zmienił właściciela, którym stał się znowu ród Borków.Zamek został zakupiony przez Henryka Borka z Łobza, a zakon zatrzymał sobie jedynie prawo lenne nad zamkiem. Sytuacja taka trwał przez następne 300 lat
W I połowie XVI w. nastąpiła gruntowna modernizacja zamku. Związane to było z pojawieniem się nowego kierunku w architekturze, renesansu, który wniósł nowe wymagania nie tylko w zakresie rozwiązania detali architektonicznych, ale i funkcji użytkowych budowli. Wewnątrz pojawiły się duże, jasne sale wsparte na rzeźbionych stropach, a otwory okienne otrzymały tzw. wykrój firankowy.
W następstwie tych tendencji zamek w Pęzinie został przebudowany.W miejscu dotychczasowego muru kurtynowego, pomiędzy wieżą a kurtyną północną, wybudowano nowe skrzydło w stylu renesansowym. Zamek został otynkowany, wzniesiono reprezentacyjną bramę, a na przedzamczu kaplicę i dom gościnny. Nowe skrzydło połączone zostało ze starym przez ganek wykuty w kurtynie północnej. W tynku zastosowano nową wówczas na pomorzu technikę:sgraffito.Poszczególne kondygnacje nowego skrzydła otrzymały po jednej dużej i jasnej sali. Wskutek tych renowacji zamek stał sie piękną renesansową rezydencją.
W czasie walk rozgorzałych w okresie wojny trzydziestoletniej zamek został jednak bardzo poważnie uszkodzony. Usunął te uszkodzenia nowy z kolei właściciel Pęzina - Jerzy Puttkamer, prostoplasta nowej pęzińskiej gałęzi rodu Puttkamerów. Nabył on Pęzino w roku 1680. Rodzina Puttkamerów zamieszkiwala zamek, aż do roku 1945.
Do połowy XIX w. nie wprowadzono zasadniczych zmian w zamku. Dopiero w latach 1853-1855vPuttkamerowie dobudowali wzdłuż skrzydła gotyckiego nowe skrzydło w modnym wówczas stylu architektonicznym, jakim był neogotyk. Nowe skrzydło znalazło się całkowicie w dawnej fosie okalającej cały zamek.
W roku 1864 wyburzono wszystkie zabudowania gospodarcze na przedzamczu, a samo przedzamcze zamieniono w park . Z dawnych budowli pozostała jedynie kaplica. W zniesiono nowo ośmioboczny pawilon parkowy.
W 1902 roku przeprowadzono jeszcze jedną przebudowę zamku.Przebudowano gotycką ścianę podwórzową( została ona wyburzona , a następnie na nowo zrekonstruowana) , powiększono otwory okienne oraz wybito nowe w szczycie; przebudowane zostało wnętrze skrzydła.
W 1935 r. spłonęło od uderzenia pioruna skrzydło gotyckie i neogotyckie zamku. Odbudowa trwała cztery lata (1936-40), kiedy przerwano jąs na skutek wybuchu wojny. W okresie tej ostatniej przebudowy zmieniono nieco ściany szczytowe skrzydła gotyckiego, zburzono szczyty w skrzydle neogotyckim i zbudowano tam baszty narożne. Oba skrzydła otrzymały wspólny dach. W kurtynie południowej zamku zbudowano nowe skrzydło bramowe.
Po 1945 roku zamek i folwark przejęte zostały przez Państwowe Gospodarstwo Rolne, przy czym zamek przeznaczony został na mieszkania, co doprowadziło do jego stopniowej dewastacji. Dzięki staraniom dyrektora Kombinatu PGR w Pęzinie i wsparciu Wojewódzkiego Konserwatora Zabytków ze Szczecina, w latach 1975-1991 zamek odremontowano. Obecnie znajduje się on w rękach prywatnego właściciela.
Ze względu na swoją architekturę zewnętrzną i doskonałe rozwiązania funkcji wewnętrznej zamek pęzińśki należy do najcenniejszych obiektów tego typu na Pomorzu. Przynależne do niego elementy to: ślady dawnej fosy, nad którą był most zwodzony, brama wjazdowa, ruiny kaplicy zamkowej, romantyczna altana, park przyzamkowy z pomnikowymi drzewami i budynki gospodarcze z dekorowanymi elewacjami (powozownia z 1894 roku, stajnia z 1921 roku). Po zachodniej stronie rzeki Krąpieli budynek zarządcy z 1880 roku o szczytach w konstrukcji ryglowej.
W 1657 roku na zamku kwaterował oddział wojsk dowodzonych przez Hetmana Stefana Czarnieckiego, który przemierzał Pomorze w pogoni za wojskami szwedzkimi.

Legenda o trzech pierścieniach

Dawno dawno temu w komnacie mieszkającej na zamku pęzińskim panienki z rodu Puttkammerów ukazała się tajemnicza zjawa. Dziewczyna do strachliwych nie należała i nie przelękła się, mimo że noc już była ciemna. Duch powiedział jej, że zaprowadzi ją w miejce, gdzie znajduje się skarb. Skarb ten zaś będzie odtąd skarbem rodowym, przekazywanym z pokolenia na pokolenie. Prosił, namiawiał duch dziewczynę by poszła za nim w czeluść nocy. Ale ta się uparła i zgodzić się nie chciała. Nie wiadomo co ją przekonało, ale się wreszcie zgodziła.
Szli długo, kręta była trasa, nie sposób było zapamiętać którędy wiodła. Dość, że w końcu dotarli w odludne miejsce i panna dostała trzy kamienie, a niosła je do zamku w swoim fartuszku. Jakież bylo jej zdziwienie, gdy na miejscu okazało się, że kamienie przemieniły się w niezwykłej urody i wartości pierścienie. Przekazała klejnoty swoim opiekunom, pomna przestróg, że od bezpieczeństwa pierścieni zależeć będzie los rodu i zamku pęzińskiego. Pierścienie ukryto w rodowym skarbcu.
Jednakże jeden z nich zaginął w bliżej nieznanych okolicznościach, a na ścianie zamku pojawiła się szczelina, której niczym nie udało się zapełnić. W obawie przed zaginięciem kolejnych pierścieni zamurowano je w ścianach zamku i są tam do dzisiaj.