Bereits 1254 wird ein "turris de Cropensteine" genannt. Dieser war ein Ministeriale der Grafen von Ortenburg. Die Burg könnte aber deutlich älter sein.

Um die Wende des 13. zum 14. Jahrhundert dürfte die Lehenshoheit über Groppenstein an die Görzer Grafen gekommen sein, da Graf Albrecht von Görz-Tirol 1324 Friedrich von Groppenstein als seinen Hofschreiber bezeichnete. 1342 scheint Konrad der Gröppler als Pfleger auf. Die Herren von Groppenstein waren im 14. und 15. Jahrhundert vorwiegend höhere Beamte aber auch Mautner und Burggrafen. Die Görzer Grafen mussten im Frieden von Pusarnitz ihre Mölltaler Güter Kaiser Friedrich III überlassen. Damit wurde auch Groppenstein ein Lehen der Habsburger. Als 1464 Conrad III von Groppenstein starb ging die Burg an seine Tochter Veronika.

Sie vermählte sich mit Wilhelm Graf von Schernberg. Kaiser Maximilian I belehnte 1505 Christoph Graf mit der Herrschaft. Um 1588 waren Bartholomäus Khevenhüller und Friedrich von Hollenegg gemeinsam im Besitz der Anlage. Allerdings befand sich Groppenstein vermutlich bereits ab 1595 im Alleinbesitz der Khevenhüller. Sie verkauften es 1612 an Adam Jakob von Lind. Nach Christoph Meyer und Christof Unger (1667), folgte schließlich 1693 Freiherr Anton Wenzel von Sternbach als Schlossherr. Bei seiner Familie blieb Groppenstein bis 1872.

Der nächste Eigentümer war Adolf Stipperger, der eine romanisierende Gesamtrestaurierung der bereits stark vernachlässigten Burg vornahm. Die Renovierung von Groppenstein hatten Stippergers Finanzen arg strapaziert, so dass er es bereits 1884 veräußerte. Auf ihn folgte ein Reichsfreiherr von Craigher sowie dessen Tochter Karla Unterrichter. Ab 1929 gehörte die Burg dem Wiener Arzt und Universitätsprofessor Dr. Franz Chvostek. In den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts erwarb Dr. Robert Schöbel die Anlage.

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