Le nom apparaît pour la première fois dans un document de 1146 mentionnant le noble libre (Edelfrei) Helenger de Frankenstein. Mais on suppose que le début du château est à une date antérieure car l’érection d’une tour défensive vers 1100 est rapportée dans divers documents.
La tour appartenait à l’abbaye voisine de Limbourg chargée de la sécurité sur la route de Spire, Dürkheim et Worms. En 1205, le monastère chargea les comtes de Leiningen de cette tâche. Les comtes font agrandir la tour pour en faire un château au début du XIIIe siècle.
De 1204 à 1231, des documents mentionnent les chevaliers Marquard, Friedrich et Helenger von Frankenstein comme administrateurs en charge du château. Vers 1390, le château de Frankenstein est devenu un patrimoine commun lorsque l’abbaye de Limbourg a promis la moitié du château aux seigneurs d’Einselthum. Une partie de ce gage a été reprise par les comtes de Nassau -Saarbrücken et Leiningen-Hardenburg au début du XVe siècle.
Dans la seconde moitié du XVe siècle, le château a été endommagé lors des luttes entre le prince-électeur Frédéric Ier et le comte palatin Louis Ier de Zweibrücken. Le château a subi d’autres dommages, probablement en 1512, lorsque le comte de Nassau l’a conquis sur ordre de l’empereur Maximilien Ier. Pendant la guerre des paysans allemands, le château a été détruit et a été considéré comme inhabitable à partir de 1560. Néanmoins, il sert à des fins militaires en raison de sa position stratégique.
Dans la guerre de Trente Ans, le général espagnol Ambrosio Spinola s’empare du château. Pendant la guerre de Succession d’Espagne, il a été utilisé pour accueillir les troupes françaises. Il est confirmé que ces troupes utilisaient encore la chapelle du château pour la messe en 1703.
En 1706, le Palatinat électoral prit possession de la part de Nassau-Saarbrücken du château.
Après l’intégration du Palatinat à la Bavière, les ruines du château furent sécurisées en 1883-84. Une autre mise en valeur a eu lieu en 1938-39.
Aujourd’hui, le château est la propriété de l’État de Rhénanie-Palatinat. Dans les années 1970 et 1980, certaines parties du château ont été restaurées et les fondations d’un mur de bouclier jusqu’alors inconnu ont été mises au jour.
Les ruines du château ont été restaurées.