Die erste Burganlage wurde von den Grafen von Formbach im 10. Jahrhundert (Obere Burg) erbaut. Diese ließen die Burg von einem Burggrafen verwalten. Aus dem Jahr 1160 ist ein Meginhart de Obernberge bezeugt. Von den Grafen von Formbach bzw. ihren Nachfolgern, den Grafen von Andechs, wurde Obernberg 1191 an das Bistum Passau abgetreten.

Bischof Wolfker ließ Obernberg von 1199 bis 1202 zu einer beinahe uneinnehmbaren Festung ausbauen. 1241 überfielen die Muhringer von Eberschwang Veste und Markt Obernberg. Herzog Friedrich II von Österreich konnte die Burg 1243 nach einer Belagerung durch einen Verrat einnehmen. Die Burghut wurde an die Grafen Ulrich und Wernhart von Schaunberg übertragen.

Diese konnten 1245 einer sechswöchigen Belagerung durch den Passauer Bischof Rüdiger standhalten. 1246 gab Herzog Friedrich die Burg an das Bistum Passau zurück, die dann von Herzog Otto besetzt wurde. Als Otto von Lonsdorf zum neuen Bischof von Passau gewählt wurde, fiel die Burg wieder an Passau zurück und verblieb beim Bistum bis zur Säkularisation im Jahre 1803. Obernberg wurde 1368 an Bayern verpfändet, 1372 wurde es nach einem Überfall durch Reichker von Riedenberg und Zacharias Haderer für vier Jahre an das Erzbistum Salzburg verpfändet, 1388 kam es für einige Zeit an Herzog Albrecht III und 1411 wurde es an Graf von Ortenburg verpfändet.

Ein Kuchler, der Obernberg um 1427 verwaltete, führte 1466 eine Maut ein. 1550 ließ Bischof Graf Wolfgang von Salm hier einen Neubau als Wohn- und Amtshaus für den jeweiligen Pfleger errichten. Im Spanischen Erbfolgekrieg wurde Obernberg 1701 von den bayerischen Truppen besetzt. 1782 kam Obernberg zu Österreich, das Bistum Passau blieb aber noch Grundherr. Nachdem Obernberg mit den übrigen Passauer Besitzungen im Innviertel 1803 an Österreich gefallen war, wurde in einem Gebäude der Burg das k. u. k. Land- und Pfleggericht untergebracht. 1807 wurden alle Bauten, für die es keine Verwendung mehr gab, abgetragen. 1809 ließen die napoleonischen Besatzer auch den hohen Turm und die noch verbliebenen Wehranlagen schleifen. Das Burgareal gehört heute dem Land Oberösterreich. In einem Gebäude war bis 2005 das Bezirksgericht untergebracht. Im zweiten befindet sich das Kunsthaus Obernberg. Auch eine Falknerei ist im Burgareal ansässig.

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