Ceremonin genomfördes på landets nationella arena i huvudstaden Tegucigalpa, och läktarna färgades av fanor med Castros partifärger.
Men den 62-åriga presidenten, som är landets första kvinna på posten, har en svår uppgift framför sig. Hon och hennes vänsterorienterade parti Frihet och omstrukturering tar över efter den impopuläre presidenten Orlando Hernández och hans Nationalistparti.
Honduras i Centralamerika har hög arbetslöshet och problem med kriminalitet, bland annat kopplad till knarkhandel. Dessutom sargas landet av en konstitutionell kris i parlamentet, där olika falanger inom hennes parti strider om makten i den folkvalda församlingen.
Flera av Honduras närmst belägna länder, såsom El Salvador, Guatemala och Nicaragua, valde att inte skicka representanter till ceremonin. USA representerades av vicepresident Kamala Harris.
Xiomara Castro har tidigare haft nära band med makten, då hon är gift med Manuel Zelaya som avsattes i en kupp i Honduras 2009.