Es muy poco lo que se conoce de la localidad de Marmolejo durante la Edad Media, ya que apenas aparece mencionada en las crónicas de la época, con la invasión islámica la pequeña aldea visigoda es arrasada y se convierte en una pequeña cortijada, un pequeño grupo de casas al abrigo de su Castillo, como muchas otras que salpicaron la ribera del Guadalquivir.

Durante la época musulmana estas tierras forman parte de la cora o provincia califal de Jaian; luego, en el siglo XI, a la taifa de los Banu Zirí granadinos y a la extensa de los abbasíes sevillanos, y en el XIII al reino almohade de Jaén, existiendo aún a principios del siglo XVII una importante morería, según el historiador francés Lapeyre.

De este castillo de Marmolejo se sabe que en él sufrió martirio Santa Eugenia de Córdoba en el año 923 dC y que fue motivo de disputa entre el Marqués de Villena y el Condestable de Castilla Miguel Lucas de Iranzo en la segunda mitad del Siglo XV.

La reconquista cristiana de Marmolejo la realiza Fernando III el Santo en el año 1224, al igual que la vecina Andujar.

Según la tradición fue el día 10 de Agosto, motivo por el cual se llamó al Castillo de Marmolejo de San Lorenzo y se erige en su patio de armas una pequeña iglesia bajo la titularidad de este Santo.

En el siglo XIV esta pequeña iglesia se traslada a su emplazamiento actual bajo la advocación de Santiago Apóstol ya que en aquellas fechas dependía de la parroquia de Santiago de Andujar.

El Castillo del que hablábamos más arriba se encontraba aproximadamente entre el comienzo de la actual Calle Zapateros y la Calle Castillo, sus restos se conservaron hasta comienzos del siglo XX, cuando se derribaron en 1921 para iniciar el ensanche del casco urbano con la construcción de la Calle Zapateros, se cree que su origen fue una fortificación romana adaptada posteriormente por visigodos, árabes y cristianos.