Cumplió funciones en América, en principio a las órdenes de Francisco de Villagra en Chile, con quien participó en la Guerra de Arauco.
Previamente se había desempeñado como corregidor de algunas ciudades de América recientemente fundadas.
En noviembre de 1560 fue nombrado por el gobernador de Chile, don García Hurtado de Mendoza capitán general y teniente gobernador para poblar, fundar, repartir tierras y encomendar indios en la provincia de Cuyo. En cumplimiento de éstas órdenes del Castillo organizó una expedición hacia el este, cruzando los Andes, que partió con 38 hombres a fines de enero de 1561. En su viaje atravesaron los valles de Aconcagua y de Uspallata, y para el 22 de febrero los colonizadores llegaron al área del valle de Huentata, donde tomaron posesión legal del territorio en nombre del Rey.
El 2 de marzo de 1561, Pedro del Castillo y los demás españoles que lo acompañaban se agruparon para realizar el acto legal de fundación de la ciudad como Mendoza, en honor al gobernador de Chile que dispuso la expedición.
Al poco tiempo, fue destituido y enviado a Lima, Perú para finalmente establecerse en Panamá y fallecer en esa ciudad el 28 de marzo de 1569.