Ab dem Jahr 1481 ist ein erzbischöflicher Amtmann sicher im  "Schloss" nachweisbar, seit 1577 bewohnte er jedoch die ausgebaute Schlossmühle in Heidesheim. Was in der Folgezeit mit der Burg Windeck geschah, ist nicht zu klären. Im Abstand von 20  - 50 Metern zum Kern der Anlage wurde spätestens im 16. Jahrhundert eine zweite Mauer errichtet. Auf diesem Gelände zwischen den Mauern, genannt  "Zingel" (Zwinger), befanden sich mehrere Gebäude  - Stallungen und Wirtschaftsgebäude -, sowie eine ab 1554 nachweisbare Kapelle.
Zu Beginn des 17. Jahrhunderts wird die Anlage bereits als sehr baufällig beschrieben. Im Jahr 1629 gelangte sie in den Besitz des Kellers Samuel Becker. Gleichzeitig wurde die Burg Windeck baulich stark verändert. Der Turm wurde von einem zweistöckigen Wohnbau mit Walmdach halbkreisförmig  "ummantelt ", in welchen die an der Stelle befindliche Ringmauer integriert wurde.
Um 1700 erfuhr die Burg eine weitere bauliche Veränderung, welche den Turm betraf. Zum einen wurde sein Inneres in ein Treppenhaus umgestaltet, zum anderen wurden die Zinnen übermauert und darauf ein Satteldach mit Dreiecksgiebeln errichtet. Der Turm hatte spätestens jetzt seine Funktion als Wohn- und Wehrturm weitestgehend verloren.
Ab ca. 1652 ist die Anlage Erblehen der Freiherren von Bockenheim, in deren Besitz sie bis 1802/03 verbleibt. In der Folge wurde die Burg als französisches Nationalgut versteigert und teilweise als Gerberei, Gastwirtschaft und Wohnung genutzt. Ab 1908 befindet sich darin ein evangelischer Beetsaal.
Seit 1993 ist die Burg Windeck im Besitz der Gemeinde Heidesheim und wird in den letzten Jahren durch Innenausbau einer möglichen Nutzung zugeführt.