Esta fortificación se encuentra en la cresta divisoria de Peña Castrillo. El paisaje corresponde al de las últimas estribaciones locales de la cornisa cantábrica hacia la meseta, formadas en las areniscas, conglomerados y lutitas triásicas. Desde el alto del cordal, que sigue orientación E-O, se ejerce un control visual hacia el Oeste, Norte y Este de Campoo y Los Valles, a distancias de una docena o más de kilómetros, y hacia el Sur llegan a divisarse las tierras de la Meseta Norte. El dominio visual que se ejerce sobre el territorio desde la fortificación de Los Castillejos puede considerarse, por tanto, de primer orden.

La estructura defensiva consiste en un recinto amurallado construido desde el cortado norte del alto de Peña Castrillo sobre la pendiente existente hacia el Sur. Tiene planta sensiblemente rectangular, con el lado Norte en un farallón de una decena escasa de metros de desnivel y, en los otros tres lados restantes, formados por murallas fabricadas mediante construcción de doble paramento de piedra mampuesta y rellenando de áridos el hueco entre ambas; su anchura media es de algo más de dos metros y alto que llega a 1,7 m en la zona de mayor altura actualmente conservada. En los extremos de la diagonal NW-SE existen sendos cubos con diámetros medios superiores a los 7 m, y lienzo angulado Oeste y Sur entre ambos de 66 m.

Dispone de una puerta en esviaje de dos metros de paso en el lado oriental y quizás otra para paso individual al Oeste, contra la caída al acantilado. La superficie construida ocupa un espacio de 1600 m. Dentro del recinto existen restos de varias estructuras constructivas muy arrasadas, entre las que destacan un edificio rectangular en la cumbre, de aproximadamente 40 m de superficie interior, y restos de otro recinto de menor entidad en las proximidades del muro defensivo Sur. Existe además otra construcción circular de clara tradición pastoril en el interior del recinto defensivo. En el entorno se mencionan también líneas de trincheras hacia el Este y un fortín o casamata sobre el paso de Somahoz por el Oeste.

No se han documentado otros materiales de interés que algunos restos de ladrillo macizo utilizados en las restauraciones de las murallas defensivas, la más reciente realizada por el Frente de Santander en la Guerra Civil de 1936.