Le château de Belmonte a également marqué l'histoire du cinéma. Depuis 1961, date à laquelle il a servi de décor à la superproduction internationale El Cid, avec Charlton Heston et Sofia Loren, la forteresse a été le cadre incomparable de plusieurs films d'époques très différentes.

Dans El Cid, réalisé par Anthony Mann en 1961, le château apparaît en toile de fond lors de la séquence du tournoi. Des années plus tard, en 1985, Paul Verhoeven a choisi Belmonte pour tourner la quasi-totalité des Seigneurs d'acier, un tournage qui a même laissé des traces sur l'édifice lui-même, puisqu'une partie du donjon a été incendiée pendant le tournage.

Le cinéma espagnol s'est également intéressé à Belmonte. Dans Juana la Loca (2001) de Vicente Aranda, le château apparaît dans la première image, bien que le sous-titre l'identifie par erreur comme le château de Tordesillas. Peu après, en 2002, Manuel Gutiérrez Aragón a réutilisé ses salles dans El caballero Don Quijote, peignant même de nombreux murs intérieurs en marron pour le décor.

Même l'animation en a fait une scène : en 1978, Ralph Bakshi l'a utilisée comme référence pour recréer la forteresse de Helm dans sa version animée du Seigneur des Anneaux, où elle est attaquée par les orcs d'Isengard lors de la célèbre bataille du Gouffre de Helm.