Namnet förekommer för första gången i ett dokument från 1146 där den fria adelsmannen (Edelfrei) Helenger från Frankenstein nämns. Men slottets början antas vara tidigare eftersom uppförandet av ett försvarstorn runt 1100 rapporteras i olika dokument.
Tornet tillhörde det närbelägna klostret Limburg som ansvarade för säkerheten på vägen till Speyer, Dürkheim och Worms. År 1205 gav klostret grevarna av Leiningen i uppdrag att utföra denna uppgift. Grevarna lät bygga ut tornet till ett slott i början av 1200-talet.
Från 1204 till 1231 nämns i dokumenten riddarna Marquard, Friedrich och Helenger von Frankenstein som förvaltare med ansvar för slottet. Omkring 1390 blev slottet Frankenstein en gemensam arvsborg när klostret Limburg pantsatte hälften av slottet till herrarna av Einselthum. En del av detta löfte övertogs av grevarna av Nassau -Saarbrücken och Leiningen-Hardenburg i början av 1400-talet.
Under andra hälften av 1400-talet skadades slottet i striderna mellan kurfursten Fredrik I och pfalzgreve Ludwig I av Zweibrücken. Slottet skadades ytterligare, förmodligen 1512, när greven av Nassau erövrade det på order av kejsar Maximilian I. Under det tyska bondekriget förstördes slottet och ansågs obeboeligt från och med 1560. Trots detta tjänade det militära syften på grund av sitt strategiska läge.
Under trettioåriga kriget intog den spanske generalen Ambrosio Spinola slottet. Under det spanska tronföljdskriget användes det för att inhysa franska trupper. Det är bekräftat att dessa trupper fortfarande använde slottets kapell för mässa år 1703.
I 1706 tog kurfurstendömet Pfalz i besittning av Nassau-Saarbrückens andel av slottet.
När Pfalz hade blivit en del av Bayern säkrades ruinerna av slottet 1883-84. Ytterligare en uppgradering ägde rum 1938-39.
I dag ägs slottet av delstaten Rheinland-Pfalz. På 1970- och 1980-talen restaurerades vissa delar av slottet och grunderna till en tidigare okänd sköldmur grävdes fram.