El castillo de la Peña o fortaleza alta son las ruinas de un antiguo castillo levantado en el siglo XIV por la Orden de Calatrava en la ciudad española de Martos, Jaén.

Fue construido sobre las ruinas de otra antigua fortaleza árabe, que a su vez se había levantado sobre las ruinas de otra primitiva fortificación ibero-romana.

En 1985 fue declarado monumento histórico junto con el castillo de la Villa o fortaleza baja.

La fortaleza está situada sobre «la peña» de Martos.

Dicha situación responde un emplazamiento excepcional para la construcción de una fortaleza prácticamente inexpugnable contra invasiones externas durante la época medieval.

Presenta una planta trapezoidal y una entrada mediante un sendero serpenteante, para hacer más difícil su acceso, desde la ladera sur.

Este Castillo, junto con el de la Villa, fue uno de los principales bastiones defensivos que la Orden de Calatrava poseía frente al Reino nazarí.

En él y sus alrededores se produjo, según la leyenda, el crimen contra los hermanos Carvajales, llevado a cabo por el rey Fernando IV de Castilla y que, siempre según la leyenda, pudo costarle la vida al monarca.

Las crónicas de la época señalan que, estando el rey en Palencia, fue informado de la muerte del caballero Juan de Benavides, que era su privado y había sido asesinado por dos hombres, y la autoría del crimen fue atribuida a los hermanos Carvajal, que se llamaban Pedro y Juan y eran caballeros de la Orden de Calatrava. 

En agosto de 1312, después de haber estado en Jaén, el rey se dirigió Martos y, allí condenó a muerte a ambos hermanos, quienes, según la leyenda, fueron condenados a ser introducidos en una jaula de hierro con púas afiladas en su interior y, posteriormente, a ser arrojados desde la cumbre de la Peña de Martos, y la sentencia contra ambos se cumplió el 7 de agosto de 1312, según consta en la Gran Crónica de Alfonso XI.

Según consta en las Crónicas, los hermanos Carvajal, antes de ser ejecutados, emplazaron al rey Fernando IV a comparecer ante el juicio de Dios en el plazo de treinta días por la muerte injusta que el monarca ordenaba darles, y el rey falleció un mes después, el 7 de septiembre de 1312, en que se cumplía el plazo impuesto por ambos hermanos.
La crónica de Fernando IV, escrita alrededor de 1340, casi treinta años después de la defunción del rey, describe así la muerte de dicho monarca, y la de los hermanos Carvajal.