Burg Liebenstein wurde um 1284/1290 von Albrecht von Lewenstein, einem Sohn Kaiser Rudolfs von Habsburg gegründet. Albrecht war mit einer Bolanderin verheiratet. Die Burg entstand wohl, um die Angriffsseite der im Besitz (Reichslehen) des Reichsministerialen Werner von Bolanden befindlichen Burg Sterrenberg zu schützen. Vielleicht wollte Albrecht aber auch durch den Bau Liebensteins die Ansprüche des Königs auf das Reichslehen Sterrenberg untermauern.
Von den Bolandern gingen die Rechte an Liebenstein auf die Grafen von Sponheim über. Graf Heinrich von Sponheim-Dannenfels verkaufte 1295 Burg Liebenstein an die beiden Brüder Siegfried Schenk und Ludwig von Sterrenberg. Eine der beiden Niederadelsfamilien nannte sich fortan nach Liebenstein.
In der Zeit (1315/1320), als die benachbarte Burg Sterrenberg in kurtrierischen (katzenelnbogeischen) Besitz überging und das Gegeneinander der beiden "Feindlichen Brüder" entstand, wurde Liebenstein von neun Familien (Ganerben) bewohnt. Im Jahr 1510 konnte Philipp von Liebenstein alle Anteile an Burg Liebenstein wieder in einer hand vereinigen. 1590 gab man die Höhenburg zugunsten des Schlosses Liebeneck über Osterspai auf. Als die Liebensteiner 1637 ausstarben, fiel die Reichslehnsburg an Kaiser Ferdinand II. zurück. Der Herrscher belehnte nun den Mainzer Kurkanzler, Gerhard Freiherr von Waldenburg, mit der Burg. Vergeblich erhoben die Erben der Liebensteiner Ansprüche auf die Burg. Nach dem Dreißigjährigen Krieg (1618-1648) wurde Liebenstein im Westfälischen Frieden (1648) endgültig Ferdinand von Waldenburg zugesprochen. Zu dieser Zeit begann die Burg bereits zu verfallen.
Nachdem einige Zeit die Brömser von Rüdesheim Rechte an der Burg gehabt haben sollen, fiel Liebenstein Ende des 18. Jahrhunderts (1783 oder 1793) als Erbe an die Freiherren von Preuschen. Freiherr Rudolf nahm in den Jahren 1977 und 1978 Instandsetzungs- und Renovierungsarbeiten vor. Burg Liebenstein ist heute in Privatbesitz.