Η ανάπτυξη ενός οικισμού μπορεί να καθοριστεί από ποικίλους παράγοντες όπως οι κοινωνικές και οικονομικές εξελίξεις, το παραγωγικό σύστημα του τόπου, η ιστορική του πορεία, η μορφή του φυσικού περιβάλλοντός του καθώς και οι σχέσεις των κατοίκων του με τους γειτονικούς πληθυσμούς. Θα επιχειρήσουμε να αναλύσουμε παρακάτω την εξελικτική αυτή πορεία της Πολυρρήνιας σύμφωνα με τις χρονικές περιόδους ανάπτυξής της.
Η αρχαία πόλη του Παλαιοκάστρου (αρχαία ονομασία της Πολυρρήνιας) αναπτύσσεται αρχικά στην κορυφή του λόφου του οροπεδίου της Μάγνας. Δικαιολογείται πλήρως η ονομασία της διότι ήταν τειχισμένη σαν φρούριο για την προστασία των κατοίκων από τυχόν επιδρομές, καθώς είχε αντιπαλότητα με αρκετούς γειτονικούς πληθυσμούς.
Κατά την περίοδο της Βυζαντινής Αυτοκρατορίας η πόλη λέγεται πως ερημώθηκε πλήρως, ενώ αργότερα, στην εποχή της Ενετοκρατίας η πόλη αποκτά ξανά κατοίκους, οι οποίοι ήταν ως επί το πλείστον κτηνοτρόφοι και ο οικισμός αλλάζει επίσημα ονομασία (Πολυρρήνια). Σταδιακά, λοιπόν, το Παλαιόκαστρο άρχισε να αναπτύσσεται προς τους πρόποδες του λόφου δίχως πολεοδομικό σχέδιο, με την πρόθεση της εξέλιξης του νέου επαγγέλματος. Ως και σήμερα, πολλά κτήρια με δυτικό (ενετικό) χαρακτήρα σώζονται και δίνουν ένα στίγμα του χαρακτήρα του οικισμού εκείνης της εποχής. Στην πορεία των χρόνων ευδοκίμησε περισσότερο και τελικά επικράτησε η γεωργία έναντι της κτηνοτροφίας, οι γύρω περιοχές φυτεύθηκαν με ελιές και αμπέλια και ως εκ τούτου ο οικισμός αναπτυσσόταν σε όλο και χαμηλότερης στάθμης επίπεδα, όπου και θα δίνονταν η δυνατότητα καλλιέργειας νέων εκτάσεων.
Στη σύγχρονη εποχή, το χωριό δεν απαρτίζεται από το πλήθος των κατοίκων της αρχαιότητας. Για τους λιγοστούς που παραμένουν στον οικισμό η κύρια πηγή πλούτου είναι ο τουρισμός, γι'αυτό άλλωστε παρατηρείται έντονη η δράση περί ανάπτυξης της περιοχής ως τουριστικού τόπου με σημαντικά αρχαιολογικά μνημεία. Αυτό διαπιστώνεται τόσο από τη δημιουργία επιπλέον πλατωμάτων και χώρων στάσης στον οικισμό (που ακολουθούν τις φυσικές κλίσεις των εδαφών) όσο και από τη διάνοιξη δρόμου που συνδέει την Πολυρρήνια με την πόλη της Κισσάμου και τα γύρω χωριά. Αξίζει να σημειωθεί πως δεν υπάρχει δυνατότητα κίνησης οχημάτων εντός ολόκληρου του οικισμού λόγω του πλάτους των μονοπατιών. Υπάρχουν δύο μόνο δρόμοι που εξυπηρετούν μεγάλα οχήματα, ένας που οδηγεί κοντά στους πρόποδες της Ακρόπολης και ένας που οδηγεί στο κεντρικό πλάτωμα του οικισμού.