El Dr. Castillo es epidemiólogo social con interés la epidemiología del uso de alcohol y otras drogas, violencia​ y evaluación de programas y políticas.

Sus principales líneas de investigación son la medición del uso de alcohol y otras drogas en la población, la estimación de los daños asociados a su consumo, los determinantes sociales del uso de sustancias y sus consecuencias, y la evaluación de programas y políticas. Sus trabajos más recientes se enfocan en la aplicación de métodos para estimar el efecto de políticas que limitan el acceso al alcohol, que regulan la prescripción de medicamentos, y que modifican el marco regulatorio de la marihuana. Es parte del equipo de investigación del estudio de evaluación de la ley que regula el mercado de la marihuana en Uruguay, que busca determinar el impacto social y sanitarios de la nueva ley (proyectos financiado por NIH/NIDA). Previo a su trabajo como profesor asistente en el Centro de Investigación en Sociedad y Salud, el Dr. Castillo trabajó como investigador postdoctoral en la Universidad de California, Davis (2016-2018) y dirigió el Departamento de Estudios del Servicio Nacional para la Prevención y Rehabilitación del consumo de Drogas y Alcohol de Chile (2011-2016).