La Fortezza Vecchia è ubicata su Capo Carbonara. Il luogo in età medievale fu prescelto per la sua edificazione grazie all’ottimale posizione strategica e difensiva. Le vicende storiche relative alla presenza aragonese nell’Isola e nel territorio di Villasimius sembrano avvalorare l’ipotesi di un nucleo autonomo ascrivibile al XIV secolo. Attorno a questo nucleo sono state edificate in età successiva, verosimilmente nel XVI secolo, le quattro torri poligonali, opera di architettura militare. Il progetto integrativo di difesa è ascrivibile al piano voluto da Filippo II che prevedeva la fortificazione dei litorali con un sistema di torri fra loro collegate per contrastare gli sbarchi ormai divenuti incontrollabili dei Turco-Barbareschi.
L’intervento integrativo, atto a rendere efficace la struttura nei confronti degli attacchi di artiglieria viene fatto risalire agli ultimi scorci del XVI secolo sulla base di due principali fonti documentarie. La prima, la relazione del Camos del 1572, cita la Fortezza Vecchia fra le strutture ispezionate: la seconda, un documento del 1599, parla della “torre Fortalesa Biesa de Carbonayre”. È quindi ipotizzabile la realizzazione delle quattro torri nell’arco di tempo compreso fra le due fonti.
Dal documento del 1599 risulta inoltre che la torre era inserita nella IV divisione (che parte dalle pendici di Villanova Strisaili fino al Sarrabus). Da allora acquisì un ruolo sempre più importante, svolgendo le funzioni di guardia e difesa.