1534(天文3)年、小里光忠によって小里川南岸に築かれた。それ以前は小里氏の菩提寺である興徳寺の西の小里新城が居城だったとされる。　
　城跡は、山頂部の本丸曲輪跡と北西山麓の御殿場跡と呼ばれる居館跡(小里陣屋跡)、及びその東側の尾根上の東砦跡から成り、本丸曲輪跡には、不等辺六角形で半地下構造の天守台があって三段に石垣が組まれ、築城用の割石が散在している。他に升形と呼称される石組み遺構，石垣を使用した曲輪跡が残る。御殿場跡は、少なくとも16世紀後葉には造成され、17世紀前葉に廃絶したことが判明している。
　小里光忠は織田信長に従ったが、1570(元亀元)年の武田氏重臣の秋山虎繁が東美濃に侵入した際の上村合戦に敗れ死去した。光忠の子･光明は、1574(天正2)年に小里城に在城しており、織田信長は岩村城を攻める拠点として鶴ヶ城(美濃国)に河尻秀隆、小里城に池田恒興を御番手として入れ、改修を行なった。なお､翌年、岩村城が落城すると､この工事は中止された。
　1583(天正11)年、小里光明は織田信孝に仕えたが、賤ヶ岳の戦いにより豊臣秀吉に敗れて信孝が自害した後は、森長可に攻められて小里城を離れ、和田姓を名乗って徳川家康に仕えた。その後、関ヶ原の戦いの功によって光明の子･光親は1600(慶長5)年に土岐･恵那郡の旧領を再び与えられ、小里城に帰還し陣屋を構えた。しかし、光親の子･光重は嗣子がないまま1623(元和9)年に亡くなったため、小里氏は断絶している。