Die Schönburg war ursprünglich eine Reichsburg. 1149, im Jahr ihrer Ersterwähnung, war sie als Lehen im Besitz Hermanns von Stahleck. Damals ließ Hermann seinen Mitbewerber um die Pfalzgrafschaft, Otto II. von Rheineck, auf der Burg umbringen. Bis zum Jahr 1166 war die Burg als Reichslehen im Besitz der Magdeburger Kirche. Vögte der Magdeburger Kirche und Kommandanten auf der Burg waren die Reichsministerialen von Schönburg.

Im Jahr 1166 wurde die Burg aus der magedeburgischen Verfügungsgewalt gelöst und wieder direkt König Friedrich I. Barbarossa (1152-1190) unterstellt (sie wurde reichsunmittelbar). Mit der Burghut wurden die Herren von Schönburg betraut, ein Ministerialengeschlecht, das sich nach seinem Dienstort benannte. 1237 ist Otto von Schönburg als Burgverwalter des Stauferkönigs Friedrich II. (1212-1250) belegt. Nach dem Ende der Staufer, in einer Zeit, da man sich im Deutschen Reich nicht auf einen allgemein anerkannten König einigen konnte, kam die Schönburg auf Betreiben eines der Interregnumskönige um 1266 nochmals kurzfristig an die Magdeburger Kirche zurück.

König Ludwig der Bayer überließ die Burg 1318 dem Trierer Erzbischof Balduin von Luxemburg. Doch im laufe des 14. Jahrhundert wandelte sich die Anlage zu einer Ganerbenburg mit drei Burghäusern. Die Herren und Gemeiner zu Schönburg gelobten im Jahr 1329 dem jetzigen Provisor des Mainzer Erzstiftes, dem Trierer Erzbischof Balduin von Luxemburg, ihm mit ihrer Burg behilflich zu sein bzw. ihn mit seinen Truppen auf der Burg aufzunehmen (zu enthalten). Militärische Aktionen von der Burg aus, durften sich aber nicht gegen ihren Lehnsherren, den König richten. Auch die Grafen Wilhelm von Katzenelnbogen und der Ritter Eberhard Brenner war von etwaigen Angriffen ausgenommen.

Im Jahr 1374 überließ Kaiser Karl IV. die Burg Erzbischof Kuno von Trier als Lehen. 1531 war die Anlage bereits in einem baulich schlechtem Zustand, 1689 wurde sie von den Franzosen ausgeplündert, niedergebrannt und zerstört.

Im Jahr 1796, damals war das gesamte linke Rheinufer von französischen Revolutionstruppen besetzt, wurde die Burg zu französischem Nationaleigentum (Nationalgut) erklärt.

Nach einigen Besitzerwechseln kaufte 1885 der deutsch-amerikanische Bankier T.J. Oakley-Rhinelander aus New York die Ruine und ließ sie restaurieren.Besonderes Schmuckstück der Anlage ist die gewaltige begehbare Schildmauer. 1950 erwarb die Stadt Oberwesel die Burg und baute weitere Teile aus. Die Burg wird heute als Hotel-Restaurant geführt, deshalb sind die Innenräume nicht zu besichtigen. Von außen ist die Anlage aber jederzeit zugänglich.