Počiatky kaštieľa siahajú do obdobia okolo roku 1500, keď bol malou pevnosťou s vodnou priekopou a patril rodine Palugyayovcom (Paluďaiovcom).

Neskôr ho prestavali do renesančnej podoby. Kaštieľ od pôvodných majiteľov odkúpil v 17. storočí podžupan Ladislav Okoličány. Kaštieľ sa do dejín zapísal ako miesto, kde bol v zime roku 1713 väznený legendárny zbojnícky kapitán a ľudový hrdina Juraj Jánošík. Dnešnú tvár získal po rozsiahlej stavebnej rekonštrukcii v 70. rokoch 20. storočia, keď bol adaptovaný pre potreby Múzea Janka Kráľa a jeho stálu expozíciu s jánošíkovskou tematikou s názvom "Jánošíkovské tradície v Liptove a na Slovensku". Expozícia bola v kaštieli prístupná do roku 1997. Pre reštitučné nároky posledných majiteľov budovy však musela byť reinštalovaná v priestoroch múzea na Námestí osloboditeľov. Kaštieľ Vranovo je dnes súkromným majetkom a pre verejnosť je uzatvorený. V roku 1985 bola v parku pred kaštielom inštalovaná socha Juraja Jánošíka od akademického sochára Ladislava Polláka.