Lo scavo ha indicato nello scorcio finale del Duecento il momento di fondazione della struttura castellana; è dunque plausibile che la fondazione sia stata disposta dal Comune di Lucca in seguito all’acquisizione dei distretti della Valdinievole amministrati, fino alla morte di Federico II, dall’autorità imperiale di San Miniato.
Nel corso del Trecento, come indicano anche i ricchi apporti documentari – in particolare un inventario steso al passaggio delle consegne fra castellani nel 1395 – la rocca di Villa Basilica svolge un ruolo significativo nella catena di strutture fortificate tracciata da Lucca per proteggere la frontiera con il minaccioso Stato di Firenze. Le dotazioni del castello emergono concordemente dalle fonti scritte (che propongono un recinto castellano dotato di una torre, di un arsenale - ‘tersanaia’ - con un forno e un mulino, oltre alle strutture residenziali per il castellano e i ‘sergenti) e da quelle documentarie, in particolare con la cisterna messa in luce dallo scavo, restaurata o costruita nel 1353 da un mastro muratore lucchese, Nicolozzo di Andreuccio.
L’armamento della guarnigione era integrato da una bombarda, minuziosamente descritta nel citato atto.
Il poderoso torrione circolare che forma il vertice meridionale della rocca appartiene, verosimilmente, ad un rinnovamento del complesso dopo il recupero di Villa Basilica allo Stato lucchese, seguito alla breve occupazione fiorentina (1442). Costruito copn materiale di recupero da strutture medievali, può essere messo in relazione con le stratificazioni che dimostrano un consistente intervento, nell’area castrellana, intorno al 1450-1470.