Vers 1300, l’évêque Boniface de Challant (1290-1308), originaire de la vallée d’Aoste, fait bâtir le château comme résidence principale pour lui et ses successeurs.  

Vers 1320-1340, un premier cycle de peintures murales orne la chapelle (en place dans le chœur).

1373, l’évêque Guichard Tavel acquière la tour de la Majorie, en contre-bas du château, pour en faire le siège du pouvoir épiscopal. Tourbillon conserve une fonction défensive, mais aussi symbolique par sa forte présence dans le territoire.

1417, à l’apogée des guerres de Rarogne, le château est incendié et démantelé.

Milieu du 15^e siècle, l’évêque Guillaume de Rarogne (1437-1451) fait reconstruire les parties endommagées et commande un nouveau cycle de peintures (actuellement exposé dans la sacristie) pour la chapelle qu’il consacre en 1447 à saint Georges, saint Grat et au bienheureux Guillaume de Neuchâtel.

Mai 1788, le grand incendie qui ravage la ville de Sion emporte dans ses flammes le château de Tourbillon qui ne sera jamais reconstruit.

Fin du 19^e siècle, grâce à la volonté de la population sédunoise de maintenir les vestiges de cet important témoin de son histoire, les premiers travaux de consolidation sont entrepris.

1965-1969, le soutien du Heimatschutz permet une nouvelle campagne de consolidation qui permet notamment la dépose du cycle peint du 15^e siècle et la restauration de celui du 14^e siècle.

1993-1999, les maçonneries du palais et des murs d’enceinte sont renforcées.

1999, l’Evêché de Sion remet le château de Tourbillon à une Fondation destinée à l’entretien et à la valorisation du site, dont font partie l’Etat du Valais, la Ville de Sion et la Bourgeoisie de Sion.

Une nouvelle restauration de la chapelle est entreprise et les peintures du 15^e siècle, déposées dans les années 1960, sont mises en valeur dans la sacristie.

2022, un nouveau plancher est inauguré dans le bâtiment ouest, permettant des prestations théâtrales ou musicales sur le site.