Die erste echte Burg dürfte zu Beginn des 12. Jahrhunderts errichtet worden sein, doch gab es zweifellos bereits vorher eine Wehranlage auf diesem Hügel. 1115 wird ein "Dietrich von Grizanestaine" aus dem bayrischen Geschlecht der Formbacher erwähnt. Seine Tochter heiratete den Grafen Engelbrecht von Wasserburg, dessen Nachkommen Kreuzenstein über ein Jahrhundert lang besaßen. Graf Konrad, der letzte Wasserburger verkaufte 1246 die Burg den Babenbergern. König Przemysl Ottokar übergab Kreuzenstein 1272 dem Grafen Ägidius von Preßburg. Die Habsburger setzten vorwiegend Pfleger und Burggrafen ein, verpfändeten es aber auch recht häufig.

1525 erhielt der bisherige Pfleger Niklas Graf Salm Kreuzenstein als Lehen. 1548 gelang es dem böhmischen König Podiebrad sich in den Besitz der Feste zu setzen. Kreuzenstein kam 1585 an die Grafen Hardegg. 1595 fiel es wieder an den Landesherrn. Zu Beginn des 30-jährigen Krieges kam die Herrschaft an den Freiherrn von Herberstein. Seine Witwe heiratete den Freiherrn Karl von Saint-Hilaire, dem vom Kaiser der erbliche Besitz von Kreuzenstein bestätigt wurde. 1645 übergab der kaiserliche Befehlshaber von Kreuzenstein die Burg dem schwedischen Feldmarschall Torstenson. Als Erzherzog Leopold ihn jedoch von Norden her bedrohte, zog er sich zurück und ließ zuvor durch Sprengungen die Burg gründlich zerstören.

1702 kam Kreuzenstein durch die Vermählung an Heinrich Wilhelm von Wilczek. 1874 lies Johann Nepomuk Graf Wilczek Kreuzenstein wiederaufzubauen. Er beauftragte den Architekten Carl Gangolf Kayser mit den Entwürfen. Nach Kaysers Tod 1895 führte Humbert Walcher Ritter von Moltheim das Werk fort, das im wesentlichen 1906 vollendet war. Es entstand eine romanisch-gotische Musterburg. Die Schäden die durch Granattreffer im zweiten Weltkrieg entstanden wurden durch die Familie Wilczek behoben. Der Familie gehört die Burg nach heute.

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