Tra i molti omonimi chiamati Castelluccio ed elencati nel Dizionario Topografico della Sicilia, quello che al tempo dell'edizione di Vito Amico (1757) rientra nella diocesi di Cefalù, e che nell'edizione di Gioacchino di Marzo (1855) fa parte della comarca di Mistretta, è sicuramente quello di Castelluzzo (Castellutium) posto lungo la valle dell'Aleso, affacciato verso oriente.
Nel "Dizionario" di Vito Amico è pure detto che siede nei Monti Sori dei quali parla il Fazello, mettendo in evidenza l'antico rapporto fra Castelluzzo e quei luoghi, di fatto gli immensi boschi che ricoprono i crinali dei Nebrodi fra Caronia, San Fratello, Capizzi e Cerami. Nei pressi dell'abitato si snodava il tracciato delle strade che collegavano la costa all'entroterra, ed in particolare quelle che, provenendo dalle marine fra il capo di Raisigerbi, presso la foce del Monalo, e quello di Calamione, alla foce dell'Aleso, superato il passo del Contrasto, si dirigevano verso Cerami e Troina. Il Fazello (1498-1570), che percorreva l'isola a cavallo, a seguito di un'osservazione diretta, colloca San Mauro e Castelluzzo a pari distanza dal mare, mettendo quest'ultima in relazione con il castello rurale di Migaido, ambedue ugualmente affacciati dal versante occidentale nella valle dell'Aleso. Non essendo stati effettuati, ad oggi, scavi archeologici non si ha comunque una data precisa della nascita dell'insediamento e della sua espansione nel corso dei secoli.
Prescindendo dall'identificazione ipotetica con una non meglio precisata Kasteliasa del nono secolo, Castelluzzo non figura fra i siti urbani che nel 1087 vengono attribuiti alla diocesi di Troina, nella quale, verso l'entroterra rientrano Ceranum, Nicossinum, Gerax, e verso occidente Calatabutor e Sclafa, così come non figurano Gangi e Santo Mauro. Si potrebbe pertanto ipotizzare così come per Castelluzzo come per Gangi e Santo Mauro, per la quale ultima si hanno notizie, che facciano parte della nuova organizzazione territoriale promossa dai Normanni, in funzione dello Stato da essi voluto con determinazione, mentre tra le tappe più significative di quell'organizzazione, nonchè introduttive delle scelte che connettono il territorio al feudalismo, sembra che la battaglia di Cerami del 1063 consente di inquadrare, motivandoli, personaggi e fatti in grado di far luce sulla consistenza storica di queste contrade.
La prima citazione dell'esistenza di Castelluzzo risale al 1271 quando è detto che faccia parte della contea di Geraci; del 1282 è invece la qualificazione di entità autonoma, prima testimonianza nota di un assetto esistenziale pari a quello di altre comunità ufficialmente riconosciute.
Si può quindi ipotizzare che la collettività di Castelluzzo abbia raggiunto entro tale decennio un equilibrio giuridico amministrativo in direzione del ruolo di universitas.
Il 23 gennaio 1271 Carlo d'Anjou (Re di Sicilia dal 6 gennaio 1266) comunica al secreto di Sicilia di aver concesso a Jean de Montfort "terras Giraci, Gangij et Castellucij..qua de demanio in demanium, et qua de servitio in servitium… concedendum investientes ipsum per vexillum nostrum.. in annuo redditu unciarum auri quinquagint...".
In tale epoca , ciascun feudatario era obbligato a fornire un miles per ogni feudo integrato, dal reddito cioè di 20 onze l'anno. 
Nel giugno 1280 si apprende, da notizie di età Angioina, della successione di Pierre de Lamanon a Jean de Montfort nelle terre di Castelluccio e Casoli della contea di Geraci.
è del settembre del 1282, nell'immediato dopo Vespro, la notizia che identifica Castelluzzo col ruolo di universitas, insieme a Mistretta, Pettineo, Sparto, nonchè Gangi, Geraci, Ypsigro, Santo Mauro e Tusa; mentre nel 1283, conseguenza di una ipotetica diaspora, Ruggero ed Enrico de Vaccaria vengono arruolati a Randazzo con ruolo di militi a cavallo, e Guglielmo de Vaccaria, insieme ad Oddone Ventimiglia e Palmiero Abate vengono arruolato a Trapani. Sono gli anni in cui Pietro d'Aragona fa leva sull'elemento cittadino che tanta parte sostiene nella rivolta in nome dell'aspirazione autonomistica dei singoli centri; aspirazione che si era manifestata con evidenza sin dalla morte di Federico II, e che conduce all'evoluzione delle strutture municipali, ed a cui può farsi risalire il vincolo pattizio che sta alla base della chiamata al trono di Sicilia di Pietro d'Aragona.
Si può pertanto confermare l'ipotesi del consolidamento di una entità civica, coerente con un indirizzo di governo inteso a favorire fenomeni di sinecismo in atto, nonchè la conseguente formazione del centro abitato di Castelluzzo.
Il 27 settembre 1282 Castelluzzo, i cui delegati non si erano presentati al campo Randazzo indetto per il 22 dello stesso mese, è in grado di fornire sei arcieri, quando Geraci ne forniva dieci, Sparto cinque, Ypsicro quattro, Fisauli e Tusa due; mentre Mistretta, Capizzi, Cerami e Caronia, che rientravano nella zona dei boschi, ne fornivano rispettivamente trenta, venti, quindici e dieci.
In quest'occasione il sito affacciato lungo il versante occidentale dell'Aleso, nella parte più alta della valle, è annoverato fra i casali, ma la sua connotazione onomastica avallerebbe la tradizione di talune antiche strutture di presidio; il sito Castelluzzo ed il suo castello sono posti infatti a guardia delle strade, da e verso l'approdo alesino/tusano bagnato dalla costa tirrena, e dirette agli scavalcamenti: del Contrasto , da e verso Nicosia e Cerami, del Maloppassetto da e verso Gangi, di Calagioie da e verso Santo Mauro.
A riprova, dal castello, affacciato verso la valle dell'Aleso, lo sguardo spazia sullo sbocco a mare della fiumara omonima, a sua volta denominata dal colle su cui sorgeva Halaesa, sul castello di Motta d'Affermo, sito a vista col casale di Sparto, sulla Chiesa di Santa Croce, sito a vista con il Castello di Mistretta, sul nodo stradale al Passo del Contrasto, sulla Torre della Macera, sito a vista dei tracciati di Maloppassetto e di Calagioie, sulle creste boscose di San Giovanni, sito a vista di Santo Mauro, sul Castello di Tusa e, ai margini del suo territorio, sul colle dell'Halaesa; di fatto le frange orientali del vasto territorio nebrode-madonita su cui si estenderà il potere feudale dei Ventimiglia, conti, poi marchesi, di Geraci.
Fra il 1308 ed il 1310 Castelluzzo, è specificatamente detto che rientra nella diocesi di Cefalù; la presenza di due presbiteri ed il pagamento di cinque tari di decima farebbero ipotizzare la presenza di un centinaio di abitanti, probabili discendenti di quanti qui si raggrupparono per sfuggire al pagamento di tributi onerosi imposti nei luoghi d'origine, ed invogliati da condizioni favorevoli proposte da iniziative di rifondazione feudale. Di fatto un fenomeno di sinecismo promosso anche da disagi provocati dalle operazioni militari della lunga guerra del Vespro, seguite da conseguente sconvolgimento degli equilibri produttivi, o da fenomeni epidemici col depauperamento del contingente umano, ciò che induce le popolazioni residue a concentrarsi entro abitati protetti e difese da mura, anche in siti naturalmente elevati, garantiti da un castello, concreta struttura di rifugio, suggerita, se non promossa dal feudalismo.
Nell'anno 1320-1321, Castelluzzo è in potere di Francesco Ventimiglia, al quale rende 33.6.5,5 onze.
Nel 1480 dal conte Enrico Ventimiglia la signoria di Castelluzzo fu venduta a Matteo Speciale, e poscia da costui, a Nicolò Siragusa.
Nel brevissimo periodo di 18 anni Castelluzzo vede succedersi tre dinastie di signori. I ventimiglia, però, potenti per le varie risorse, ormai rifatti in dovizia riscattavano le terre vendute: Il conte Simone, figlio di Enrico, ricomprò Castelluzzo da Nicolò Siragusa, e nel 1499 si trova in possesso di Antonio Ventimiglia, figlio di Simone.
Nel 1536 i Ventimiglia vendettero nuovamente la signoria ai Lercano o Larean, con il diritto di ricompra. Da questi passò, sempre con il diritto di ricompra, al casato degli Anzalone e successivamente ai Timpanaro, che all'inizio del XVII secolo dicevansi signori di Castelluzzo.
Nel 1634 l'ottenne Erasmo Cannizzaro, a cui succedette la figlia Raffaella, ed a questa la sua primogenita Luigia Bottone Cannizzaro. Luigia passò l'eredità alla figlia Agata.
Castelluzzo divenne possedimento degli Agraz. Agata, infatti, sposò Alfonso Agraz, marchese dell'Unia, che fu barone di Castelluzzo. La signoria di Castelluzzo fu trasmessa da Agata al figlio Francesco che, con imperiale privilegio di Enrico VI del 6 ottobre 1726, divenne duca di Castelluzzo.
Francesco Agraz sposò Eleonora Parisi, figlia di Francesco, Marchese dell'Ogliastro.
Giuseppe Agraz, figlio di Eleonora e Francesco, divenne sposo di una nobile dama, D. Elisabetta Moscati, figlia del conte Navarro di Malta.
Il 27 giugno 1787, fu riconosciuto duca di Castelluzzo, Francesco Agraz Navarro, figlio di Giuseppe ed Elisabetta, che sposò Giuseppa Marassi Cottone, figlia del duca di Pietratagliata.
Nel 1832 era duca Don Emanuele Francesco Agraz. Nell'aprile del 1862, Castelluzzo, in seguito al nuovo assetto politico nazionale e a causa di omonimie con altri comuni italiani, cambiò nome in Castel di Lucio e passò in successione al figlio Ignazio.
La famiglia Agraz governò il paese con la piena autorità di padrone, circondata da brillante aristocrazia. Delle nobili famiglie residenti a Castel di Lucio solo quella dei Ferrara non si piegò alle aristocratiche esigenze degli Agraz.
Per le speciali vicissitudini che esordivano dalla legge del feudalismo, molte famiglie nobili emigrarono da Castel di Lucio, impotenti a far fronte alla prepotenza baronale. La Famiglia Ferrara tenne ferma il suo posto, costantemente restando in urto e a volte venendo a vie di fatto col signorotto.
La Famiglia Ferraro ebbe successivamente residenza in altri comuni, ma restano segni della loro presenza, su archi di porte, lo stemma di loro proprietà: tre monti sottostanti ad un compasso contornato da tre stelle.
Con la caduta del feudalismo i baroni siciliani, perduta ogni autorità, abbandonarono quasi tutti le loro munite fortezze per ritirarsi a Palermo. Anche il duca d'Agraz seguì questo esempio lasciando un governatore ad amministrare i suoi beni.
La vita sociale ed economica di Castel di Lucio ha senza dubbio il suo centro in piazza Umberto, dove è ubicata la Chiesa Madre e dove si dipartono le vie cittadine. 
La chiesa è a tre navate. Entrando, a sinistra dell`altare maggiore, troviamo la Cappella del Santissimo Sacramento, dove è collocato un ciborio in pietra, in bassorilievo, attribuito al Gagini e scolpito in un unico pezzo. In esso si può notare un rilievo raffigurante in alto la statuetta della Madonna, alla sua destra S. Paolo e alla sinistra S. Pietro e sotto gli apostoli una dicitura in latino.
Di grande pregio è la volta della nicchia, composta da riquadri con all'interno un fiore. II pulpito, invece, realizzato su commissione degli emigrati argentini, oltre a impressionare per le dimensioni, è particolarmente rilevante per la precisione dei suoi intagli.
Altre opere della Chiesa sono: un fonte battesimale in marmo, realizzato nel 1565 per commissione di D. Domenico Torchevia, gentiluomo di Castel di Lucio, una statua lignea secentesca della Madonna del Rosario e due tele del Seicento raffiguranti le Anime del Purgatorio e la Madonna delle Grazie, alla quale la chiesa è dedicata.
Notizie tramandate, mai realmente confermate, raccontano che il convento sorgeva in altro luogo, a ridosso del montagna sovrastante. Una frana portò via 1'antico convento e per questo fu successivamente ricostruito nel punto dove adesso si trova. I1 Convento è stato abbandonato dai frati, nella chiesa, invece, si è continua a celebrare messa. Al suo interno sono molto interessanti gli affreschi settecenteschi della volta, che richiamano quelli della chiesa di San Carlo, affrescati, dallo stesso artista (Salvatore de Caro).
La Chiesa di San Carlo, sede dell'omonima Confraternita istituita nel XVII secolo per volontà di alcune famiglie dell'aristocrazia castelluccese, è stata costruita agli inizi del Seicento e riedificata nel 1750. A1 suo interno troviamo una grande tela del Seicento raffigurante San Carlo in atto penitenziale mentre a Milano (sullo sfondo) imperversa la peste. In questa tela, di autore ignoto, colpisce il piede del Santo troppo sproporzionato e tozzo rispetto al resto della figura. Oltre a una interpretazione prospettica, si potrebbe anche pensare che quel piede così appariscente voglia mettere in risalto lo stemma gentilizio posto sotto di esso, appartenente forse alla famiglia dei Cannizzaro, allora signori delle Terre di Castelluccio.
Molto suggestiva è la volta a botte con gli affreschi (1808) di Salvatore de Caro. Di notevole bellezza ed effetto cromatico, gli affreschi raffigurano alcune scene bibliche, ognuna separata da cornici di stucco.
E' una delle chiese più caratteristiche di Castel di Lucio, poichè, oltre a sorgere sul promontorio che si affaccia sull’Halaesa, dominando tutta la vallata, ha la caratteristica di essere notata, nelle notti buie, da molto lontano, facendola sembrare come sospesa in cielo e non su un monte.
La chiesetta, posta ai piedi del paese, è risalente al 1300, commissionata da una nobile famiglia castelluccese. Si narra che, Sant’Antonio, inviato dall’abate di Cefalù per visitare tutti i paesi della diocesi, arrivando a Castel di Lucio si sedesse a riposare nel luogo ove ora sorge la chiesa.. Al suo interno, si conserva uno dei lavori più significativi della genialità e della maestria dell’artista Nicolò Campo. Si tratta infatti del grandioso e magnifico altare in legno, con relativo tabernacolo per il Sacramento con un particolare meccanismo di apertura automatico . Alla sommità dell’altare è posta una statua in legno raffigurante Sant’Antonio.
Ai piedi dell’antico castello normanno si trova una delle più antiche chiese di Castel di Lucio, costruita quasi in contemporanea con il primo nucleo cittadino, dedicata a San Nicola di Bari.
