La rupe fu abitata molto prima che qualcuno ne scrivesse il nome: i ritrovamenti risalgono alla preistoria. Quale antica città sorgesse qui è ancora oggetto di dibattito: gli studiosi indicano due insediamenti sicani vicini o sovrapposti, Hybla Gereatis e Inessa . L'identificazione con Hybla si basa su un altare iscritto consacrato alla dea Hyblaia trovato nell'area. Si tratta di un'ipotesi ragionevole piuttosto che di una certezza, e la disputa dura ormai da due secoli.

In epoca romana il distretto forniva grano e legname per la flotta imperiale. Seguì il dominio bizantino, poi quello arabo dal IX secolo, quando il luogo fu chiamato Batarnù . Paternò fu tra le parti meno islamizzate della Sicilia — la sua popolazione era prevalentemente indigena e cristiano-bizantina — motivo per cui l'avanzata normanna vi trovò terreno facile e per cui Ruggero I d'Altavilla , dopo aver conquistato l'area intorno al 1061 , scelse di acquartierarsi qui.

Nel 1072 Ruggero la elevò a contea e costruì il mastio. Insieme alle torri di Adrano e Motta Sant'Anastasia, fu progettato per stringere d'assedio la Catania musulmana — ad infestandam Catanam — piuttosto che per la sola difesa. La torre è in conci di lava, si sviluppa su tre piani, è alta circa 34 metri, ha mura spesse 2,6 metri con le scale ricavate al loro interno ed è orientata secondo i punti cardinali. Alcune fonti ne attribuiscono la costruzione a Ruggero II; il cronista contemporaneo Goffredo Malaterra e il comune indicano entrambi il Gran Conte, Ruggero I.

Fu residenza tanto quanto fortezza. Federico II di Svevia vi abitò tra il 1221 e il 1223 ; in seguito la regina Eleonora d'Aragona e la regina Bianca di Navarra ; e sotto i Borbone parti di essa servirono da carcere pubblico.

Sotto gli Aragonesi la città fu demanio regio, tranne quando fu detenuta come contea dagli Alagona. Nel 1456 passò per acquisto ai Moncada , conti di Adrano, che furono elevati a principato nel 1565 e tennero Paternò fino all'abolizione del feudalesimo nel Regno di Sicilia nel 1812 . Quattro secoli sotto un'unica casata costituiscono la cornice di quasi tutta la documentazione della città sopravvissuta al 1820.