Cette expression très ancienne (datant du Roman de la Rose - XIIIième siècle) est entrée dans le langage courant au XVIème siècle. Pasquier, en 1531, explique que cette expression prend sa source dans le fait qu'en Espagne, on ne trouve aucun château dans les campagnes : les Maures se trouvaient ainsi sans possibilité de se réfugier dans une demeure assurant leur retraite en toute sécurité.
C'est ainsi que les "châteaux en Espagne" sont devenus la métaphore de ce qui est jugé infaisable.

Fleury de Bellingen, au XVIIème siècle, estime que l'expression a en fait été mal utilisée.
En effet, il évoque Cécilius Metellus, qui, pour endormir la méfiance d'une ville assiégée, se comportait d'une façon semblant désinvolte en construisant différentes demeures, comme des châteaux, puis en les abandonnant pour changer de secteur. Les habitants ne se préoccupaient plus de son armée, et étaient ainsi pris par surprise quand Metellus attaquait.
Ainsi, pour Fleury de Bellingen, l'expression désignait un comportement apparemment irréfléchi cachant des objectifs inavouables.

Néanmoins l'expression a connu plusieurs variantes selon l'endroit où se situaient ces fameux châteaux : la Brie, l'Asie, le Caire, l'Albanie.
D'après A.Rey et Chantreau, la référence à l' Espagne se serait imposée grâce à sa similitude avec le terme "espace" dans l'expression "mettre en espace", datée du XIVème siècle. Cette expression signifiait "écarter" les choses, puis "repousser les choses à plus tard". C'est ainsi que l'expression ferait référence à des projets chimériques donc très éloignés de la réalité de l'instant