Reperti archeologici testimoniano la presenza dell'uomo nel territorio di Poggio San Marcello sin da tempi antichissimi ma le origini del Castello si devono far risalire al XIII secolo. Le cronache riferiscono che, in quel periodo, doveva essere una "villa" sopra il colle, nella quale esercitava la sua giurisdizione feudale il vescovo di Jesi.
Nel 1261 è citato come Castello di Poggio San Marcello: una realtà urbana già consolidata e fortificata. Dal 1301 entra nell'orbita del comune di Jesi.
La sua soggezione a Jesi è documentata da un importante documento del 1530. Si tratta della più antica pergamena che attesta la presentazione del tradizionale pallio da parte del Castello alla città dominante, in occasione della festa di San Floriano, protettore di Jesi. Nei secoli centrali dell'età moderna, Poggio San Marcello segue le sorti di Jesi, di cui riconosce il dominio diretto anche se la città concede una certa autonomia alle varie comunità del suo Contado, che si concretizza in vere e proprie magistrature cittadine. Di queste, anche a Poggio San Marcello vi è testimonianza nei locali archivi storici.
Il Comune viene annoverato nell'ambito dello Stato jesino fino alla caduta dell'"Ancien Regime" nelle Marche, conseguente all'invasione napoleonica di gran parte dei territori che costituivano lo Stato pontificio. Nel 1926 viene decisa la sua soppressione e aggregazione a Castelplanio, in qualità di frazione. Questo stato di cose si è mantenuto fino al 1947, quando Poggio San Marcello è stato ricostituito Comune autonomo.
Attraverso Porta San Nicolò, risalente al 1503, sovrastata dallo stemma jesino con il leone rampante, si entra nel borgo murato. Il castello è impostato su tre vie parallele tagliate da una serie di vicoli trasversali: da percorrere per una passeggiata caratteristica e suggestiva.
Il patrimonio artistico di Poggio San Marcello è costituito anche da diverse chiese che custodiscono opere notevoli. Oltre al Santuario della Madonna del Soccorso, del 1646, situato all'ingresso del paese, particolare interesse merita la chiesa parrocchiale di San Nicolò, del XVIII secolo, costruita su disegno degli architetti cuprensi Mattia Capponi e Nicola Maiolatesi. All'interno vi si può ammirare una tela di Antonino Sarti del 1603 ed un affresco del XIV secolo che raffigura una crocifissione, staccato dall'antica chiesa romanica di San Marcello, restaurato e collocato a sinistra del presbiterio. Particolare poi la cripta gotica, sotto la Canonica, che risale al '300. Presenta affreschi notevoli anche la chiesa dedicata a San Marcello al Poggio, di stile romanico-benedettino. Fra gli edifici storici va segnalato il Palazzo comunale, del 1772, che presenta un soffitto finemente decorato e ospita il teatro comunale.