En 1911, Sir Pellat demande à l'architecte E.J. Lennox de concevoir les plans de Casa Loma. Les travaux débutent avec la construction des écuries attenantes à la résidence et qui servent de remise aux ouvriers. Une équipe de 300 personnes est mobilisée pendant les trois années de travaux nécessaires à la construction de la résidence qui compte 98 pièces au total. Casa Loma est alors la plus grande demeure privée de toute l'Amérique du Nord.
La construction de la résidence a coûté la bagatelle de 3,5 millions de dollars, somme entièrement prise en charge par Sir Pellat lui-même.
Au rez-de-chaussée se trouvent le hall principal, la bibliothèque, la salle à manger, la serre, la salle de service, le bureau, le fumoir, la salle de billard, la chambre de chêne et l'exposition sur les Guides du Canada. Les appartements privés des propriétaires sont aménagés au premier étage avec leurs salles de bain respectives. S'y ajoutent l'appartement réservé aux visiteurs, la salle Windsor et une grande salle circulaire. Le deuxième étage abrite le Musée des fusils de la Reine et les escaliers menant aux tours. Les domestiques logent dans des pavillons aménagés dans le jardin de la propriété qui s'étend sur près de 2 hectares. Le sous-sol comprend la boutique de souvenirs, le Café du Château, la piscine, la cave à vin et les tunnels souterrains menant aux écuries qui incluent le garage, la serre, les stalles et les selleries.
Sir Pellatt a rejoint le Régiment Militaire et devient Commandant, puis Colonel Honoraire avant d'être élevé au grade de Major Général à l'époque de sa retraite. En 1905, l'armée l'élève au grade de chevalier pour son dévouement lors de son service militaire.
Durant la Dépression, le gouvernement de Toronto fait passer les taxes pesant sur Casa Loma de 400 à 1 200 dollars. Sir Pellat, déjà en grande difficulté financière, doit vendre pour une bouchée de pain la majorité de son mobilier et de ses ?uvres d'art. Il fait faillite et doit quitter la résidence en 1923, après seulement 10 années passées à Casa Loma.
La résidence devient alors un hôtel de luxe avant sa saisie en 1933.
Pendant la deuxième Guerre Mondiale, Casa Loma est transformée en laboratoire de recherche pour le développement de sonars destinés à l'équipement de sous-marins.
Contrairement aux rumeurs, la Casa Loma n'a jamais été la propriété de l'Etat Canadien. Elle a été pour la première fois ouverte au public en 1937 par le Kiwani Club de Toronto.
Casa Loma a figuré dans plusieurs scènes de films, tels que X-Men, Strange Brew, Chicago, The Tuxedo et The Pacifier. Elle a aussi servi de plateau à diverses séries télévisées et a abrité le lancement officiel du septième volet des aventures d'Harry Potter.
La résidence est aujourd'hui encore administrée par le Kiwani Club de Toronto et constitue une attraction majeure pour les touristes.
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