Dopo aver debellato definitivamente il regime feudale in Versilia, Lucca si preoccupò di fortificare nuove aree e rendere maggiormente efficienti i castelli dove risiedevano i cattani della Versilia. In questo contesto, Lucca avviò, nel 1223, la costruzione del nuovo castello di Rotaio con lo scopo di frenare l'avanzata pisana. Ai piedi del monte venne costruita anche una torre di avvistamento.
Tra il 1315 e il 1324, il castello passò nelle mani dei pisani che lo fortificarono ulteriormente, finché Castruccio Castracani, signore di Lucca, non se ne impossessò nuovamente. Ma i Pisani continuano a far valere i loro diritti sul castello anche dopo la morte di Castruccio e lo riottennero nel 1342. Rotaio ritornò a Lucca, insieme con Pietrasanta e la sua vicaria, nel 1369, quando l'imperatore Carlo IV li liberò dal dominio pisano.