Im Spätmittelalter diente die mit zahlreichen Burglehen ausgestattete Burg den Erzbischöfen häufig als Pfandobjekt.
Im Dreißigjährigen Krieg wurde die Burganlage von schwedischen und französischen Truppen besetzt (1632, 1634-36 sowie 1646-48). Endgültig zerstört wurde Burg Stolzenfels dann im Pfälzischen Erbfolgekrieg 1688/89.
Im Jahre 1802 gelangte die Ruine in den Besitz der Stadt Koblenz, die sie 1823 dem Kronprinzen Friedrich Wilhelm (IV.) von Preußen schenkte. Dieser ließ sie - als nach Rheinstein zweite Burg am Rhein - ab 1836 wiederaufbauen, zunächst von J. C. von Lassaulx und später durch den berühmten Architekten Karl Friedrich von Schinkel, den er beauftragte, "auf alten Grundmauern ein den Bedürfnissen der jetzigen Zeitverhältnisse entsprechendes vollständiges Ganzes wiederherzustellen". Dem Baubeginn gingen sorgfältige Bauaufmessungen voraus.
Ausstattung und Ausmalung des Schlosses zogen sich bis in die 1850er Jahre hin.

Heute befindet Stolzenfels im Besitz des Landes Rheinland-Pfalz (Generalddirektion Kulturelles Erbe Rheinland Pfalz).
Seit 1963/64 gibt es mehrere Sanierungsmaßnahmen (z. B. Wiederherstellung der ockergelben Außenfarbigkeit des Schlosses).