Die Burg, deren Erbauungsjahr nicht bekannt ist, war rosenbergisches Lehen. Urkundlich erwähnt wurde sie erstmals 1293, als ihr damaliger Besitzer, Seifried I Hugenberger, starb. Sein gleichnamiger Sohn trat das Erbe an.

1399 gelangte es an die mit den Hugenbergern verschwägerte Familie Anhanger. Elisabeth Anhanger war eine verwitwete Jörger. Ihr Sohn aus erster Ehe, Hans Jörger, erbte den Besitz. Er und seine Nachkommen wohnten nur selten hier. Sie setzten meist Pfleger zur Verwaltung des Gutes ein. 1496 gelangte die Herrschaft, die inzwischen die Wallseer als Lehensherren hatte, als Heiratsgut an Martin Oeder zu Götzendorf. Ebenfalls im Wege einer Heirat fiel sie danach an Ulrich Herleinsperger, der 1555 starb.

Zur Zeit der Türken- und Ungarneinfälle wurde Lichtenau 1594 zur Fluchtburg für die umliegende Bevölkerung sowie zum militärischen Bollwerk für das nördliche Mühlviertel bestimmt. Die Herleinsperger ließen zu Beginn des 17. Jahrhunderts die bisher noch recht mittelalterliche Burg in ein befestigtes Renaissanceschloss verwandeln. Dieses blieb bis zum Aussterben der Familie 1624 in ihrem Besitz. Heinrich Herleinspergers Tochter Elisabeth war mit Dietmar Schifer von Dachsberg verheiratet, der nun neuer Schlossherr wurde. Lichtenau ging danach an Siegmund Schifer und dann als Mitgift an dessen Tochter Anna Elisabeth, als diese 1661 den Grafen Johann Secundus von Sprinzenstein heiratete. Mit der Vermählung der Maria Gabriela Gräfin Sprinzenstein mit Graf Josef Ignaz von Welsberg wiederholte sich 1728 diese für Lichtenau typische Tradition.

1831 kaufte Georg Fölser das Gut. Noch einmal diente Lichtenau als Heiratsgut und kam so 1870 an Heinrich Vonwiller. Im ersten Jahrzehnt des 20. Jahrhunderts kam es zu größeren Umbauten am Schloss. Unmittelbar nach dem Ende des Zweiten Weltkrieges wurde dieses von russischen Truppen besetzt. Am 8. September 1945 kam es zu einen Brand, der das Schloss weitgehend zur Ruine machte. In den 60er-Jahren des 20. Jahrhunderts zahlte Rüdiger Ernst Vonwiller seine Geschwister aus, die ebenfalls Anteile an Lichtenau besaßen. Er ließ die Anlage 1969 wieder bewohnbar machen und in ihren alten Formen weitgehend wieder herstellen. Allerdings wurden sowohl der Nord- als auch der Osttrakt abgetragen. 2001 wurde das Schloss verkauft. Der neue Besitzer führte umgehend eine aufwändige Generalsanierung durch. Es dient nunmehr als gepflegter Zweitwohnsitz.

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