Het kasteel Pellenberg, een van de oudste gebouwen van Machelen, was van oorsprong een laat middeleeuws kasteel dat vermoedelijk opklimt tot de dertiende eeuw als voortzetting van het Frankische Hof op Stretem.
In de zestiende eeuw, tijdens de godsdiensttroebelen werd de burcht en de nabijgelegen kerk zwaar beschadigd. In 1792 werd het hele domein aangekocht door Melchior Jozef de Villegas, baron van Pellenberg, waaraan het kasteel zijn huidige benaming dankt. Vanaf 1926 werd het kasteel gebruikt als rustoord en familiepension en naderhand, in het midden van de twintigste eeuw, werd het omgevormd tot appartementsgebouw.
In 1986 werd het aangekocht door de gemeente, in de periode 1988-1991 gevolgd door een ingrijpende restauratie. De oude kern, bestaande uit het woonhuis en de toren, bleef behouden maar het geheel kreeg een eigentijds uitzicht aansluitend bij de Vlaamse renaissance. Op 15 november 1991 werd het gerenoveerde kasteel ingehuldigd als socio-cultureel centrum, waarin tevens de openbare bibliotheek werd ondergebracht.