En el piso superior del patio de armas, en la fachada delantera, se conserva una torre de vigía cuadrada, totalmente remodelada. Se trata de un lejano testimonio del faro o atalaya de vigilancia, el precedente más antiguo del Castillo actual.  En 1777 se instalaron dos relojes de sol en las dos fachadas de la torre. Iban acompañados de una inscripción: un rótulo en sus bases identifica el lugar desde el que, entre 1792 y 1793, el astrónomo francés Pierre Mêchain obtuvo las coordenadas geográficas de Barcelona y estableció el punto geodésico que serviría para medir el arco meridiano de Dunkerque. Las dimensiones de este arco, que une Barcelona, París y Dunkerque, se usaron en su momento como base del sistema métrico decimal.

Al tratarse de una colina en primera línea litoral y disponer, por tanto, de una ubicación privilegiada, se aprovechó para colocar un faro o torre de vigilancia en la montaña de Montjuïc. La mención más antigua que se conoce data de 1073, y en ella se explicaba que durante el día el vigía avisaba de la presencia de naves hostiles con señales de velas, y de noche con señales de fuego. Desde el punto de vista de la estructura, la torre de vigía se transformó a base de sucesivas obras de remodelación entre los siglos XIV y XVII.

No será hasta 1848 cuando volverá a desarrollar funciones de torre de comunicaciones, con la instalación de un sistema de telegrafía óptica militar, a través de palos verticales y traveseros, que aún se conservan, y que enviaban señales al resto de fuertes militares de la ciudad, como el de Drassanes, Ciutadella o Capitanía General.