Mit Wulfingo de Losenhaym wird die Burg 1220 erstmals urkundlich erwähnt. Die Losenheimer waren Ministeriale der Babenberger und mit den Puchbergern verwandt. Der Wehrbau dürfte im ersten oder zweiten Jahrzehnt des 13. Jahrhunderts erbaut worden sein.

Um die Mitte des 14. Jahrhunderts gelangte Losenheim an die Familie Trauttmansdorf, die mit den Burgherren verwandt oder verschwägert war. 1381 verkaufte Albert von Trauttmansdorf die Herrschaft an Herzog Leopold III, wodurch sie landesfürstlich wurde. 1553 erwarben die Freiherren von Hoyos Losenheim und vereinigten es mit Puchberg. Die Burg Losenheim wurde daraufhin nicht mehr bewohnt und dem Verfall preisgegeben.

Ihre Steine dienten der umliegenden Bevölkerung als Baumaterial. Die Ruine blieb bis 1849 bei den Hoyos und gelangte dann in den Besitz von Peter und Anna Schanner. 1896 kaufte Hermine und Katharina Martzy die Ruine. Ab 1924 war sie in Besitz von Dr. Richard Kilhof, der sie 1954 an Karl und Rose Klauser verkaufte. 1994 pachtete Dr. Karl Leitner die Burgreste und begann mit der Rekonstruktion der Pläne und den Wiederaufbau. 2003 kaufte Dr. Karl Leitner die Burgruine. 2011 war der Wiederaufbau der Burg Losenheim ist im Wesentlichen abgeschlossen. Einige Ergänzungen und eventuell ein weiterer Ausbau sind jedoch noch geplant.

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