Σημαντική οχύρωση, 21 στρεμμάτων, που βρίσκεται σε κατάφυτο λόφο στα βόρεια του οικισμού και σε μικρή απόσταση από την παραλία. Ελέγχει τον εύφορο κάμπο που απλώνεται στα νότια, καθώς και την παραλιακή διαδρομή του Κισσάβου. Αποκαλύφθηκε με ανασκαφική έρευνα των ετών 2009 και 2010 που διεξήχθη από την 7η Εφορεία Βυζαντινών Αρχαιοτήτων με τη συνδρομή του Δήμου Μελιβοίας και σώζεται μέχρι το ύψος των 3μ.

Τα τείχη είναι κτισμένα από ακατέργαστους λίθους μεσαίου μεγέθους τοποθετημένους σε σκληρό ασβεστοκονίαμα και έχουν πάχος 2μ. Στη νότια και ανατολική πλευρά, που σώζονται καλύτερα, διακρίνονται δύο πύλες και πέντε πύργοι. Στο κατάφυτο εσωτερικό του κάστρου σώζονται πυκνά λείψανα οικισμού, τα οποία χρονολογούνται στην πλειοψηφία τους τον 6ο αι. μ.Χ., κτισμένα επάνω σε παλιότερα ερείπια.

Ο οικισμός εκτεινόταν στους πρόποδες του λόφου και στον παραλιακό κάμπο, όπως δείχνει εκκλησιαστικό συγκρότημα με πιεστήριο λαδιού και αποθήκες που ανασκάφηκε στα ανατολικά. Η θέση ταυτίζεται με την πρωτοβυζαντινή φάση της γνωστής αρχαίας πόλης Μελίβοιας, η οποία αρχικά ήταν εγκατεστημένη στο λόφο πάνω από το λιμάνι του Αγιοκάμπου και καταστράφηκε από τους Ρωμαίους το 168 π.Χ.

Τον Ιούνιο του 2011 διεξήχθη η πρώτη φάση της ανασκαφής στην εκκλησία που βρίσκεται δίπλα στη Βόρεια Πύλη. Αυτή γίνεται σε συνεργασία του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας (Τμήμα Ιστορίας, Αρχαιολογίας και Κοινωνικής Ανθρωπολογίας) με υπεύθυνο τον καθηγητή Γιάννη Βαραλή και της 7ης Εφορείας Βυζαντινών Αρχαιοτήτων με υπεύθυνη την αρχαιολόγο Σταυρούλα Σδρόλια. Η έρευνα αυτή εντάσσεται σε πενταετή προγραμματισμό των δύο φορέων, που εγκρίθηκε από το Υπουργείο Πολιτισμού. Για φέτος συμμετείχαν σ΄αυτή 15 φοιτητές και άλλοι επιστήμονες, οι οποίοι φιλοξενήθηκαν για τρείς εβδομάδες από τους κατοίκους της Μελίβοιας.

Το ανασκαπτόμενο κτίριο είναι μια τρίκλιτη βασιλική διαστάσεων 10χ11μ., χωρίς το νάρθηκα. Αποκαλύφθηκε μεγάλο μέρος του κεντρικού και του βόρειου κλίτους και βρέθηκε το δάπεδο του κεντρικού κλίτους, καθώς και αρκετά μαρμάρινα και κεραμικά ευρήματα που το χρονολογούν στον 6ο αιώνα και υποδηλώνουν επίσης επισκευή του σε λίγο μεταγενέστερη περίοδο.

Παράλληλα, τον Ιούλιο του 2011 άρχισαν οι εργασίες ανάδειξης του κάστρου από την 7η Εφορεία Βυζαντινών Αρχαιοτήτων, μετά από μελέτη που συνέταξε ο Δήμος Μελιβοίας και την ένταξη του έργου στα συγχρηματοδοτούμενα προγράμματα Ελλάδας-Ευρωπαικής Ένωσης (ΕΣΠΑ) με 500.000 ευρώ. Το έργο περιλαμβάνει καθαρισμό και στερέωση της ανατολικής και νότιας πλευράς των τειχών, καθώς και κατασκευή λιθόστρωτου μονοπατιού εξωτερικά για τη διευκόλυνση των επισκεπτών. Αρχικά κατασκευάσθηκε νέα πρόσβαση, βορειότερα της πρηγούμενης, που επιτρέπει την άνετη προσέγγιση στο κάστρο.

Στην πρώτη φάση του έργου, που βρίσκεται σε εξέλιξη, καθαρίζεται από τη βλάστηση ζώνη 5μ. εσωτερικά του τείχους και αφαιρούνται τα κατακρημνίσματα του τείχους και οι επιχωματώσεις, με σκοπό την αποκάλυψη του τείχους και των κτιρίων στο εσωτερικό του. Αποκαλύπτεται πλήθος κτιρίων, που δείχνουν ένα οργανωμένο σύστημα αποθηκών, με αφθονία αμφορέων και πιθαριών, όπου φύλασσαν τη γεωργική παραγωγή λαδιού και οίνου, καθώς και μικροαντικείμενα της καθημερινής ζωής του 6ου αιώνα, ενώ δεν λείπουν και σποραδικά λείψανα παλαιότερης κατοίκησης.