La scoperta dovuta a padre Agostino Grazzi della tomba di un guerriero piceno e di notevoli reperti (armature, fibule, lame di pugnale, vasellame) testimoniano la presenza in questo territorio di un insediamento umano fin da cinquecento anni prima di Cristo. Esistono, inoltre, le prove del perdurare della vita durante l’Impero Romano ed anche nei primi tre secoli del cristianesimo, come testimoniano alcune tessere paleocristiane rinvenute casualmente nel 1956 durante i lavori per la ristrutturazione della rete fognaria all’interno della cinta muraria del castello. Nel secolo XIII vi era un insediamento di monaci, dapprima su di un’altura a poche decine di metri dall’attuale castello sotto la giurisdizione feudale del Vescovo di Jesi. In questo colle sorgeva una “villa” e la chiesa di San Marcello al Poggio, ancora visibile, di stile romanico-benedettino al cui interno vi era un affresco raffigurante una crocefissione di scuola fabrianese ora restaurata ed esposta nella chiesa parrocchiale. Dello stesso periodo sono la Chiesa di Santa Maria del Monte (a qualche chilometro dal castello) e la Cripta Gotica (ai piedi della casa parrocchiale – esterno delle mura castellane). Nel 1261 il Castello di Poggio San Marcello è citato come una realtà urbana già consolidata e fortificata.

Il Castello di Poggio San Marcello fu assoggettato alla potente città di Jesi dal 1301, come confermato anche da un’antica pergamena del 1530. Intensa fu la vita nel 1600 – 1700 come testimoniano alcune belle costruzioni all’interno delle mure come il Palazzo Comunale progettato da Andrea Vici di Rocca Contrada (oggi Arcevia).

Dal 1929 al 1946 il comune di Poggio San Marcello fu annesso al vicino Comune di Castelplanio diventandone frazione. Questa annessione causò grande malcontento fra i cittadini e accesa rivalità con i vicini di Castelplanio, generando una serie di aneddoti, tra cui quello della nuova campana, orgoglio dei poggiani, i quali avrebbero voluto farla transitare per le vie di Castelplanio come simbolo di fierezza. Non essendo possibile tecnicamente, venne fatto transitare il solo batacchio a dimostrazione che “se tanto mi dà tanto, grande il batacchio, figuriamoci la campana!”