Erbaut dürfte Klingenberg gegen Ende des 12. Jahrhunderts worden sein. Damals gehörte sie den Herren von Machland, von denen die Burg nach dem Tod Walchuns IV von Clam an die Grafen von Clam-Velburg überging. Die erste gesicherte Erwähnung der Burg stammt aber aus dem Jahr 1217.

1217 fiel Klingenberg durch einen Erbvertrag an Herzog Leopold VI und wurde damit landesfürstlich. Von den Babenbergern gelangte die Burg über König Przemysl Ottokar II, der sie von Burggrafen verwalten ließ, an die Habsburger. König Rudolf I verpfändete sie 1276 als Mitgift seiner Tochter Katharina an Herzog Otto von Bayern. 1283 erhielt Albrecht I von Habsburg die Feste wieder zurück. Klingenberg wurde nun an die Wallseer verpfändet.

1358 erhielt es mit Hans von Traun einen neuen Pfandherrn. 1395 wurde es zum Leibgedinge für die Brüder Wenzel und Ernst von Preuhaven. Im 15. und 16. Jahrhundert wechselten die Pfandherren recht häufig. Dazu zählten die Rohrbacher (ab 1433), Liechtensteiner (bis 1490) und Prüschenk (ab 1491). Auf Lassla Prager folgten 1524 Achaz von Losenstein und wenige Jahre später die Familie Khrembser aus Steyr. Gabriel von Kollonitsch hatte die Pfandschaft von 1562 bis 1584 inne. Dem Wiener Bürger Lorenz Schütter gelang es 1588 diese in ein landesfürstliches Lehen umzuwandeln. Zu diesem Zeitpunkt war die Burg bereits weitgehend unbewohnt.

1630 erwarb das Augustiner-Chorherrenstift Waldhausen die kleine Herrschaft. Die Verwaltung wurde nach Waldhausen verlegt. Damit war das Schicksal von Klingenberg besiegelt. Im 17. Jahrhundert lebte nur mehr der Torwächter in der Burg. 1750 machte ein von einem Blitzschlag ausgelöster Brand die Anlage vollends zur Ruine. Mit der Aufhebung des Klosters Waldhausen fiel Klingenberg 1792 an das Linzer Domkapitel, dem heute noch die umliegenden Wälder gehören. 1835 stürzten große Teile der Gebäude ein. Dennoch hausten hier bis in das 20. Jahrhundert hinein zeitweise arme Leute aus der Umgebung.

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