Le centre historique de Torredembarra est perché sur une douce colline dominant la côte, avec un plan de rues pratiquement inchangé depuis l'époque médiévale. Les ruelles étroites rayonnent depuis la Plaça del Castell, cœur civique de la ville, où le Castell de Torredembarra — également connu sous le nom de Castell dels Icart — domine la place.
Le château a été construit par Lluís d'Icart, seigneur de la ville, à partir de 1565 et achevé vers 1580. C'est la seule construction civile nouvelle de la période Renaissance catalane encore debout en Catalogne, ce qui en fait un monument architectural d'importance nationale. Le bâtiment suit un plan carré avec quatre tours d'angle, conçu comme résidence-forteresse pour dominer la population depuis le point le plus haut. Suivant la tradition méditerranéenne, les pièces s'organisent autour d'un patio central avec des façades à portiques et des arcades. La voûte couvrant le portique entre l'entrée principale et le patio est attribuée au maître d'œuvre Pere Blai, qui a également travaillé au Palau de la Generalitat de Barcelone. La famille Icart détenait la seigneurie de Torredembarra depuis 1391. Le château a été entièrement restauré entre 1995 et 2000 et classé Bé Cultural d'Interès Nacional (BCIN) — la plus haute catégorie de protection patrimoniale en Catalogne. Il abrite aujourd'hui l'Hôtel de Ville.
Face au château se dresse la Torre de la Vila (Tour de la Ville), le plus ancien bâtiment conservé de Torredembarra. Construite probablement entre les XIIe et XIIIe siècles dans un style d'influence mudéjare, elle faisait partie des fortifications originales — l'une des quatre tours de l'enceinte défensive érigée au début du XIIIe siècle. Connue à l'origine sous le nom de Torre Grossa (Grande Tour), elle a été remaniée à l'époque gothique et conserve des fenêtres gothiques du XVe siècle, dont un remarquable arc en accolade et une fenêtre coronella. Restaurée en 1981, elle constitue un lien visuel entre les origines médiévales de la ville et son développement Renaissance.
L'Église Paroissiale de Sant Pere Apòstol (Saint Pierre l'Apôtre) complète le noyau monumental. Sa construction a débuté en 1677, après l'obtention d'une licence épiscopale en 1676, et l'église a été bénie le 4 décembre 1680. C'est une basilique à trois nefs avec voûte en berceau et coupole centrale. Entre 1771 et 1774, le transept et l'abside ont été ajoutés en style baroque. L'église abrite un notable orgue baroque du XVIIIe siècle et une peinture de Sainte Rosalie du XVIIe siècle.
Les remparts médiévaux fermaient le bourg et deux portails originaux subsistent : le Portal de Padrines et le Portal de la Bassa. Des vestiges d'un contrefort sont également visibles dans le Carrer de Mañé i Flaquer. Les rues autour de la Plaça del Castell offrent un riche mélange d'architecture des XVIIIe et XIXe siècles. Le Carrer Antoni Roig se distingue par ses façades baroques et ses ajouts modernistes de la fin du XIXe siècle.
