In einer Urkunde des Klosters Gleink scheint 1323 ein "Chunrad Meuer" als Zeuge auf. Er war hier ansässig. Der folgende Besitzer, Niklas Flußhart, verkaufte 1362 das Gut an der Leiten an Dietrich von Losenstein. Es war ein landesfürstliches Lehen. Zwischen 1409 und 1431 ließ Bernhard von Losenstein auf seinem Grund eine wohnliche Wasserburg erbauen. Wegen seiner zentralen Lage im Territorium der Losensteiner und seiner leichten Erreichbarkeit diente die Burg bald als Herrschaftssitz und Verwaltungszentrum der Losensteiner. Auch das Landesgerichtsbarkeit wurde von der Burg Losenstein hierher verlegt. Seit dem Beginn des 16. Jahrhunderts wurde das Schloss nur mehr Losensteinleiten genannt.

1532 belagerten türkische Streifscharen unter Kassim Pascha das damals noch wehrhafte Schloss. Als angeblich einer der wenigen Verteidiger durch einen Meisterschuss ihren Anführer tötete, zogen die Türken ab. Zwischen 1560 und 1570 ließ Georg Achaz von Losenstein einen Umbau im Renaissancestil vornehmen, wobei die Anlage gleichzeitig wesentlich erweitert wurde. Im 17. Jahrhundert wurde Losensteinleiten barockisiert. Als Franz Anton von Losenstein 1692 als letzter seiner Familie starb, erbte sein Neffe Franz Karl Fürst Auersperg den Familienbesitz. Zwischen 1740 und 1800 wurde das Schloss neuerlich umgebaut und im Inneren modernisiert. Im Zweiten Weltkrieg wurde das Schloss schwer beschädigt.

Auch in der Zeit danach, als amerikanische Soldaten in den Gebäuden einquartiert waren, wurde Losensteinleiten stark vernachlässigt. Nach mehr als 250 Jahren entschlossen sich die Auersperg 1950 das Schloss zu verkaufen. 1955 zog dann der Kamillianer-Orden in das Schloss ein. Dieser ließ es restaurieren und richtete darin ein Privatgymnasium samt Internat ein. Ab 1978 führte hier das Land Oberösterreich eine Landwirtschaftsschule für Mädchen. Von 1985 bis 1993 führten die Kamillianer im Schloss Losensteinleiten das Exerzitien- und Bildungshaus St. Kamillus. Aus Mangel an Nachwuchs verkaufte der Orden 1997 Losensteinleiten an Günther Dobrauz. Das Schloss beherbergte zuletzt ein Seniorenwohnheim, bis dessen Besitzerin, die "Rewo" Residenzen und Wohnheime GmbH, in Konkurs ging. 2015 kaufte der Unternehmer Georg Spiegelfeld-Schneeburg gemeinsam mit dem Holzbauunternehmer Oskar Praßl das Schloss aus der Konkursmasse.

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