Die Oberburg erlangte in der ersten Hälfte des 13. Jahrhunderts eine erhebliche Bedeutung durch das in der dortigen Matthiaskapelle aufbewahrte Kopfreliquiar des Apostels Matthias. Es war vermutlich durch Heinrich I. von Isenburg-Kobern, der von 1217-21 als Kreuzfahrer das Heilige Land bereiste, bedingt, dass dies ins Rheinland kam.
Nach dem Erlöschen des Hauses Isenburg-Kobern im Mannesstamm veräußerten die Erben Ober- und Niederburg 1347 an den Trierer Erzbischof Balduin von Luxemburg. Kobern wurde Sitz eines eigenen kurtrierischen Amtes, das später dem Amt Polch einverleibt wurde. Spätestens 1354 gelangte auch die Matthias-Reliquie in den Besitz des Erzstifts Trier. Von der Koberner Oberburg wurde sie zwischen 1362 und 1381 auf die kurtrierische Burg Ehrenbreitstein verbracht und bildete 1430 einen Bestandteil des Trierer Domschatzes.
Die Oberburg wurde - wie auch die Niederburg - im Zuge des Pfälzischen Erbfolgekrieges 1688/89 zerstört.
Burgruine und Matthiaskapelle gelangten 1819 in den Besitz des preußischen Staates, seit 1948 befinden sie sich im Eigentum des Landes Rheinland-Pfalz.