Закончил Московскую консерваторию. Ученик П. И. Чайковского и С. И. Танеева (теоретич. предметы и композиция). С 1887 преподаватель Синодального училища, с 1910 его директор, в 1907—1910 регент Синодального хора. После революции 1917 вёл активную музыкально-просветительскую работу. С 1922 профессор Московской консерватории (12).
Духовная музыка составляет бо?льшую и лучшую часть творческого наследия Кастальского. Он сумел найти новый путь в развитии православной церковной музыки, сумел избежать искушения привнести законы светской музыки в нормы церковного искусства. Родившееся из церковных недр, искусство Кастальского отличалось сугубо певческим, а не инструментальным характером звуковедения и сопряжения партий, оно развивалось по законам храма, а не сцены. От роспевщиков древности Кастальский наследовал мелодику, тематику и дух их творчества, творческие принципы, основанные на нерасторжимости составных элементов храмового действа и определяющиеся задачами богослужения и церковным календарем. В обработках Кастальского знаменный роспев был использован в значении музыкальной темы, подлежащей тематическому развитию, стал играть роль первоосновы музыкального языка, превратился в критерий стиля (5).
Б. В. Асафьев о Кастальском:
Еще одна цитата из Асафьева:
Почти каждое из духовных сочинений Кастальского существует в нескольких редакциях, возникновение которых обусловлено исполнительской практикой. Интерпретаторами хоров Кастальского были талантливые регенты Синодального хора — В. С. Орлов, Н. М. Данилин, Н. С. Голованов.
После Октябрьской революции писал музыку, посвящённую героической советской действительности, в том числе хоровые сочинения «Гимн труду» (1920), «Ленину. У гроба» (для чтеца, хора и симфонического оркестра, 1924), «Красная Русь» (для хора и оркестра народных инструментов).
Точное число работ Кастальского не установлено. В начале XX века было опубликовано и перечислено в каталоге П. И. Юргенсона 73 духовных хора. В конце XX века исследователи располагали сведениями о 136 духовно-музыкальных сочинениях и переложениях Кастальского.
Как теоретик музыки, Кастальский специализировался в гармонии русской народной песни, особенно пристально — в последний, советский период своей жизни. Учёный настаивал на том, что звуковысотная система русской народной музыки самостоятельна, то есть независима от «школьно-композиторской практики» (по-видимому, следует понимать — независима от западноевропейской, классико-романтической практики композиции), что она «покоится на других, своих основаниях и в устройстве звукорядов и ладов, и распределении каденций, и ритмической свободы и ее богатства, и расположении голосов, и гармонических созвучий, и манеры их соединения». При том, что Кастальский категорически отвергал самую идею западного влияния на русский музыкальный фольклор, он тем не менее анализировал тот же самый фольклор с применением категорий и терминов западноевропейской тональной гармонии, находя в русской народной песне «мажор с повышенной IV ступенью» (вместо лидийского), «минор с низкой II ступенью» (вместо фригийского) и т.п. Своё представление о «народной» музыкальной системе Кастальский стремился внедрить в преподавание, в виде особого курса «русской гармонии на народно-национальной основе».