Die Herrschaft Osterspai war zunächst gemeinsamer Besitz der Ganerben von Burg Liebenstein, die sie 1294 von den Grafen von Sponheim erworben hatten. Doch haben (nach Gensicke) vor 1422 die Herren von Liebenstein die ganze Ortsherrschaft an sich gebracht.
1434 erhielt Philipp von Liebenstein von den Ganerben zu Liebenstein die Zusage zur alleinigen Nutzung von Dorf und Burg Osterspai. Demnach muss vor 1434, vielleicht auch schon im 13. Jh., eine Burg in Osterspai existiert haben.

Von der mittelalterlichen, ursprünglich von wohl wasserführenden Gräben umzogenen Anlage ist ein Wohnturm („Alte Burg“) aus dem 14. Jh. erhalten. Er hat heute noch eine Höhe von vier Geschossen.
Unter dem Dach, an der ehemaligen Wehrplatte, befinden sich deutliche Reste von vier runden Ecktürmchen. Die Fenster weisen Spitzbogenblenden auf.
1910 wurde an der NO-Seite ein Fachwerkwohnhaus angebaut. Das ganze Areal ist weitläufig von einer rechteckigen Mauer umgeben, die wohl dem Verlauf des mittelalterlichen Berings folgt.
An der Uferseite des Berings steht die angeblich aus dem 13. Jh. stammende Kapelle St. Petrus.