En el centro del pueblo, en sitio llano, se levanta la fortaleza. Consta de un rectángulo alargado con torre del homenaje adosado al Norte. La cerca mide 20 por 33 metros. En el ángulo Sur se refuerza con un gran cubo que hoy hace de palomar. Conserva algunas troneras. Posee “una puerta ojival a la que se subía por destruida escalera, tenía un pasadizo cubierto con varias dependencias adosadas al muro de la plaza de armas de las que quedan paredones”.
Los mu­ros debían de alcanzar algo más de altura, conservan al­gunas saeteras. Uno de los lados ha desaparecido por completo, en cuyo lugar se han levantado casas particula­res. Miden poco más de un metro de grosor.
La torre del homenaje consiste en un cuadrado de 12 metros de lado. El ingreso, en gran parte destruido, se encontró adosado a la cerca, pero en el lado externo. Su puerta es de arco rebajado, muy cercano al de medio punto. “A esta torre se subía al principio por escalera protegida por bóveda estando coronada por ocho alme­nas y diez y seis canes por cada lado”.
A la izquierda se abre una ventana, antes con reja, también de arco reba­jado y que primitivamente pudo servir de cañonera. Pe­queños vanos de arco ojival se distribuyen en los otros lienzos entre abundantes saeteras muy rasgadas, mezcla­das con troneras y hasta con alguna ventana de abertura invertida; o sea, adaptadas al uso de armas de fuego. La torre está coronada de matacanes abiertos en apretadas series de triple modillón, sobre los que se eleva un buen trozo de parapetocoronado hoy día con restos de alme­nas. El resultado final es la figura de un torreón pesado, grande, que produce sensación de solidez y fortaleza. El material empleado es la mampostería con interior relleno de cal y canto. En la torre dicha mampostería tiende al sillarejo.
En 1487 era alcaide Juan de Baroja y en 1553 Pedro Arias. “Una referencia de Arenillas de 1774, alude a la To­rre muy antigua y muy menoscabada con su cercado a modo de fortaleza propia del duque de Abrantes”.
La torre aparece por primera vez en manos de los Pa­dilla cuando Isabel forma mayorazgo, sin decir nada de cómo pasó a su propiedad. Es posible que a principios del matrimonio formado por dicha Isabel y el Adelan­tado se comenzara la construcción de la torre como ga­rantía de las abundantes propiedades que allí tenían. Una declaración hecha por el Ayuntamiento de Burgos en 1481 aseguraba: “En quanto a las torres e fortalezas que son fechas… dixo que las fortalezas que son fechas nuevamente son… la casa de Arenillas de Can de Muñó…”
El paralelismo de esta torre con las de Soto­palacios y la del homenaje del castillo de Santa Gadea, pertenecientes a la misma familia, es evidente.
La conservación de la fortaleza de Arenillas corre pe­ligro, ya que la cerca está grandemente deteriorada y la torre tiene graves grietas. Se halla en venta.
Data del siglo XV, con añadidos en el siglo XX. Es de propiedad particular y se usa como vivienda y almacén.