Nach einer ersten urkundlichen Erwähnung einer Feste um 1274 geht die heutige Vierflügelanlage auf eine gotische Burg mit Grundmauern aus dem 12. Jahrhundert zurück. Strategisch ideal auf einem Felsmassiv positioniert, überblickt man weite Teile des heutigen Bezirks Freistadt und des Aisttals, dessen Bedeutung als Haupthandelsweg im Mittelalter weitgehend in Vergessenheit geraten ist.

 Der romanische und gotische Baukern der ehemaligen Burg war zweigeschoßig und nahezu rechteckig. Im Zentrum befanden sich ein Innenhof – heute „Grüner Hof“ – und der mittelalterliche Bergfried. Die Verteidigungsanlage wurde im Laufe der Jahrhunderte immer wieder erweitert um der Dorfbevölkerung und den Burgbewohner/innen ausreichend Schutz bei feindlichen Angriffen zu gewähren und neuen Waffensystemen gerecht zu werden. Die ursprüngliche Burganlage war Teil der landesfürstlichen Herrschaft Freistadt, die nach dem Aussterben der Herrn von Klamm-Velburg im Jahre 1218 an die Babenberger gelangt war. Diese traten es ihrerseits im frühen 14. Jahrhundert an das Geschlecht der Piber ab.

Ab Mitte des 14. Jahrhunderts lenkte das Adelsgeschlecht der Zelkinger die Geschicke der Grundherrschaft Weinberg. Die Markterhebung Kefermarkts, der Bau der Pfarrkirche mit dem berühmten Flügelaltar sowie der umfangreiche Um- und Ausbau der spätgotischen Burganlage zum repräsentativen Schloss fallen in diese Zeit. Um 1600 wurde die mittelalterliche Burg zu einem Schloss im Stile der Renaissance um- und ausgebaut. Hans Wilhelm von Zelking (1561-1627) vollzog den Wandel von der standhaften Wehrburg zum repräsentativen Herrschaftssitz. Zu dieser Zeit entstanden die Prunkräumen, sowie der Renaissancegarten und der mächtige Schlossturm im Renaissanceschloss im Mühlviertel.

Aufgrund der Ausweisung des protestantischen Adels, zu denen auch die Zelkinger gehörten, kam Schloss Weinberg 1629 in den Besitz der schwäbischen Adelsfamilie von Thürheim. Diese veranlasste die barocken Umbauarbeiten, u.a. die Errichtung der Schlosskapelle und die Einrichtung der Schlossapotheke. Nach der Auflösung der Grundherrschaft im Jahr 1848 blieben die Thürheims und deren Nachkommen im Besitz des Schlosses.

Nach dem 1. Weltkrieg wurde in einem Teil des Schlosses ein Beherbergungsbetrieb eingerichtet. 1945 war Schloss Weinberg Quartier für die russische Besatzung. 1946 kehrte die Familie Thürheim auf das Schloss zurück und es gelang den land- und forstwirtschaftlichen Betrieb wieder aufzubauen.

Um das Schloss zu erhalten wurde der Verein Schloss Weinberg gegründet, der sich tatkräftig für die Sanierung des Schlosses einsetzte. 1986 pachtete das Land Oberösterreich das Schloss auf 99 Jahre und ließ eine aufwändige, historisch getreue Restaurierung der Innenräume und Außenanlagen durchführen.

1988 fand im Schloss die Landesausstellung "Das Mühlviertel - Natur, Kultur, Leben" statt. Heute beherbergt es das Bildungs- und Veranstaltungszentrum.

Nicht nur TeilnehmerInnen von Seminaren und Gäste diverser Feste wie Hochzeiten, Firmenfeiern und Jubiläen besuchen Weinberg, auch Gruppen sind herzlich willkommen. Es werden spezielle Schlossrundgänge angeboten. Ergänzend wurden im Außenbereich rund um das Schloss und in vielen Innenräumen Informations- und Schautafeln angebracht, die kompaktes Wissen zur Geschichte Weinbergs und zum früheren Leben auf dem Schloss bieten.

Während der Schlosspark ganzjährig öffentlich zugänglich ist, können das Hauptschloss und die Befestigungsanlage nur im Rahmen einer Führung besichtigt werden. 75-minütige Gruppenführungen inklusive Besteigung des Schlossturms sind ab 10 Personen auf Voranmeldung möglich. Für Kleingruppen und Einzelpersonen bietet Schloss Weinberg von Mai bis Oktober jeden Freitag um 14 Uhr offene Führungen mit Treffpunkt an der Rezeption des Schlosses an.