Nato a Genova il 14 dicembre 1828 da Emanuele e da Maria Cuola. Studiò all’Accademia Ligustica, a Genova. Dopo una prima attività di vignettista, nel 1851 esordì alla Promotrice genovese con un soggetto di genere, Il primo dolore, al quale avrebbero fatto seguito L’operaio genovese (1852) e Una piccola contadina (1854). Negli anni seguenti Castagnola affrontò temi di storia risorgimentale e soggetti comuni allo storicismo romantico interpretati con intenso cromatismo: alla Promotrice presentò II ritorno dalla Crimea (1856), Raffaello e la Fornarina (1858), Aldruda Donati che presenta sua figlia a Buondelmonte (1859), Castruccio trovato da madonna Dianora Castracani (1860). Dopo brevi soggiorni a Roma e a Napoli, si stabilì a Firenze e qui divenne assiduo frequentatore del Caffè Michelangiolo: il contatto con l’ambiente fiorentino lo indusse ad adottare forme di maggiore immediatezza espressiva, ma si mantenne fedele al genere di pittura nel quale aveva già ottenuto un discreto successo. Più assiduo alle mostre genovesi che a quelle fiorentine, nel 1862 presentava nella sua città la prima redazione di Filippo Lippi pittore fiorentino innamoratosi della monaca Lucrezia Buti la fa fuggire dal convento, tema ripreso in seguito più volte. La fine di Alessandro de’ Medici, esposto a Genova nel 1865, fu acquistato da Oddone di Savoia (Genova, Civica Galleria d’Arte Moderna). Dagli anni ’70 tornò ai soggetti di genere legati alla vita contemporanea (Il ritorno dalla cerca, 1874; E’ proibito l’accattonaggio, 1876). Del 1879 è l’Autoritratto dell’Accademia Ligustica di Genova. Morì a Firenze il 31 agosto 1883.