Die Burg wurde erstmals 1149 genannt, als sie sich in der Verfügungsgewalt Hermanns von Stahleck befand, der sie vom Erzstift Magdeburg als Lehen erhalten hatte. Ihre Anfänge dürften demnach im frühen 12. Jahrhundert zu suchen sein.
Im Jahre ihrer ersten Nennung, 1149, ließ Hermann von Stahleck hier seinen Mitbewerber um die Pfalzgrafschaft, Otto II. von Rheineck, umbringen. Bis 1166 war die Schönburg mit dem Ort Oberwesel erzbischöflich-magdeburgischer Besitz. In diesem Jahr tauschte Kaiser Friedrich I. Barbarossa mit dem Erzbischof Wichmann von Magdeburg die Abtei Nienburg an der Saale und die Burg Freckleben gegen die Schönburg, den Ort Wesel (=Oberwesel) und den Ort Jugenheim. Nun hatten die sich nach der Burg benennenden Reichsministerialen von Schönburg das Burggrafenamt und die Vogtei inne, bis die Burg 1216 zunächst wieder magdeburgisch wurde.

Der älteste Teil der gesamten Anlage ist wahrscheinlich die nördliche Burg. Dieser Bereich wird 1386 als "in der alden Burg" bezeichnet. Zu deren Bauten gehörte ein Fünfeckturm als dem wohl ältesten Gebäude der gesamten Anlage. Er ist um 1880 eingestürzt und heute nur noch in den Fundamenten erhalten. Des Weiteren verfügte die nördliche Burg über einen eigenen Palasbau, der ebenfalls verschwunden ist. Auf den alten Fundamenten erhebt sich heute ein neues Gebäude (Kolpinghaus). Ursprünglich war die nördliche Burg durch einen Halsgraben geschützt, der im Bereich des heutigen Innenhofes lag. Er wurde bereits im Mittelalter bei der Burgerweiterung verfüllt, konnte aber archäologisch nachgewiesen werden.
Im Westen des Burghofes erhebt sich imposant der quadratische, sechsgeschossige Torturm. Er war um 1141-1161 im Bau und beherrschte seit Mitte des 12. Jahrhunderts den Zugang zur gesamten Anlage. Wohl dieser Torturm wurde anlässlich der ersten Erweiterung im Jahre 1237 als "alter Turm" bezeichnet. Nördlich von ihm befinden sich heute neuzeitliche Anbauten sowie im Süden ebenfalls ein neuzeitlich vorgesetzter viergeschossiger Bau.