Il borgo medievale è situato sul versante nord-ovest del Montalbano, al confine tra la valle della Nievole e quella dell’ Ombrone, zone d’ influenza rispettivamente di Lucca e Pistoia. Il nome di Serravalle richiama la chiusura della valle pistoiese rispetto a quella lucchese.
Due motivi fondamentali hanno determinato la nascita del castello di Serravalle: il controllo della viabilità e il presidio del confine. Alla sua posizione geografica, fondamentale per il controllo della via di comunicazione Lucca-Pistoia, si deve il transito, già in epoca romana (a partire dal II secolo a.C.) della via consolare Cassia che collegava Firenze, Pistoia, Lucca e Luni. Verosimilmente una qualche struttura presidiava già all’epoca il tracciato.
Probabilmente una struttura fortificata era già presente quando l’ avanzata longobarda (sec. VI) in Valdinievole trovò nel Montalbano uno sbarramento verso Pistoia. Il colle rappresentò infatti nell’ Alto Medioevo un importante sbarramento all’ avanzata longobarda nella Toscana a nord dell’ Arno.
Le prime notizie certe risalgono alla seconda metà del XII secolo, quando il Comune di Pistoia fortifica il passo del Montalbano: tra il 1177 e il 1179 si combatte infatti su tale confine la guerra con il vicino comune di Montecatini.
All’ inizio del XIV secolo, Pistoia, di fazione guelfa bianca, si trovò a combattere contro Firenze e Lucca, schierate con la fazione guelfa nera. Nel giugno 1302 le truppe fiorentine e lucchesi, comandate dal marchese Moroello Malaspina, posero l’ assedio al castello di Serravalle, cardine della difesa pistoiese. Per mancanza di rifornimenti, esso si arrese dopo un assedio durato tre mesi. Il 6 Settembre 1302 il generale Moroello Malaspina entrava così in Serravalle con i suoi soldati. Si narra che i due eserciti vollero far pagare a Serravalle l’ appoggio alla parte bianca pistoiese, ma vennero fermati da San Ludovico, patrono del borgo, apparso sugli spalti del castello in una nube luminosa.
A partire da questo periodo, per circa un trentennio, il castello divenne parte del sistema difensivo lucchese. Nel 1314 i Pistoiesi di parte bianca riprese il controllo del castello e divenne un’ importante base militare durante la campagna di Castruccio Castracani contro Firenze. Scomparso Castruccio nel 1328, Serravalle e i castelli del Montalbano vennero acquisiti da Firenze nel 1343 ed entrarono a far parte di un sistema di insediamenti fortificati che si estendevano dal Valdarno a Pescia.
