Kunigaikštis Kristupas Radvila (1547–1603) siekdamas apsaugoti Biržų žemes ir Lietuvos šiaurinį pasienį, pastatė moderniausią XVI a. pabaigos Lietuvos bastioninę tvirtovę. 1575 m. prasidėjo darbai – Apaščios ir Agluonos upių santakoje buvo supilta užtvanka, o 1586–1589 m. iškilo pylimai, reprezentaciniai rūmai, evangelikų-reformatų bažnyčia, arsenalas, kareivinės ir kiti svarbūs pastatai. Ši bastioninė tvirtovė su miestu sudarė vieningą gynybinį kompleksą.
XVII a. pradžioje Lietuvos ir Lenkijos valstybė įsitraukė į karus su Švedija (1600–1660), per kuriuos 1625 m. Biržų tvirtovė buvo sugriauta. 1637 m. kunigaikštis Kristupas II Radvila inicijavo tvirtovės perstatymą pagal naują – nyderlandiškąjį – fortifikacijos modelį, išsiskiriantį galingais žemių pylimais ir bastionais. Jo sūnus Jonušas Radvila (1612–1655) tęsė rekonstrukciją. Tačiau 1655 m. pilį užėmė švedai.
1659 m. tvirtovę susigrąžino Boguslavas Radvila (1620–1669), kuris, gyvendamas Karaliaučiuje, rūpinosi jos atstatymu. 1662
m. buvo parengtas generalinis planas, tačiau po jo mirties 1669 m. statybos sustojo. Testamente Boguslavas visą turtą paliko dukrai Liudvikai Karolinai Radvilaitei (1667–1695), kuri 1671 m. atnaujino darbus. Iki 1682 m. buvo baigtas didžiulis gynybinis kompleksas su rūmais, fortifikaciniais įrenginiais ir 21 pastatu.
Šiaurės karo metu (1700–1721) Biržai tapo svarbia kovų vieta – 1701 m. čia Rusijos caras Petras I ir Lietuvos-Lenkijos karalius Augustas II pasirašė sutartį prieš Švediją. Tačiau tais pačiais metais švedai užėmė miestą ir tik 1703 m. jis buvo atgautas. 1704 m. generolo A. L. Levenhaupto vadovaujama Švedijos kariuomenė vėl užėmė tvirtovę ir pasitraukdama ją susprogdino.
Biržų pilies reprezentaciniai rūmai buvo atstatyti 1978–1986 m. 1987 m. čia įsikūrė viešoji biblioteka, o 1989 m. – Biržų krašto muziejus „Sėla“. Iš Radvilų statytos XVII–XVIII a. bastioninės tvirtovės buvo atkurti ne tik rūmai, bet ir dvi parakinės, tiltas bei arsenalo pastatas, taip primenant didingą Biržų istoriją.