Das erste Feste Haus auf dem Weinberger Felsen entstand vermutlich erst im 13. Jahrhundert. Die erste urkundliche Erwähnung erfolgte 1305 mit Peter dem Piber, der damals das landesfürstliche Lehen innehatte.

1378 kam es in den Besitz der Brüder Ruger und Alber von Zelking, wobei die Zelkinger bereits seit 1359 die Hälfte der Burg besaßen. 1510 hob Kaiser Maximilian I die landesfürstliche Lehenshoheit auf, so dass die Zelkinger nunmehr Weinberg als freies Eigen besaßen. Während des Bauernkrieges belagerten wütende Anhänger Stefan Fadingers die Burg und konnten sie schließlich einnehmen. Als Protestant musste Christoph Wilhelm von Zelking während der Gegenreformation Oberösterreich verlassen.

Er verkaufte 1629 die Herrschaft an Hans Christoph von Thürheim, der die Burg zum Schloss umbauen ließ. Sie blieben bis zum Aussterben der Familie im Besitz von Weinberg. Durch die Ehe der Tochter des letzten Thürheimers, des Grafen Josef Andreas, kam die Herrschaft 1894 an die eingeheirateten Freiherren von Gablenz. Ihnen folgte Baron Christian von Zimmermann, dessen Erben noch immer Eigentümer des Schlosses sind. 1945 wurde Weinberg durch die russischen Besatzungstruppen schwer in Mitleidenschaft gezogen. Danach war das Hauptgebäude nicht mehr bewohnbar. Von 1946 bis 1954 diente es der Gewerkschaft der Bau- und Holzarbeiter als Schulungsheim. Danach wurde das Schloss vom Kriegsopferverband kurzzeitig als Kindererholungsheim benutzt.

Wie bei so manchem reparaturbedürftigen Schloss, war auch für Weinberg eine Landesausstellung die Rettung. Bevor diese 1988 stattfinden konnte, musste jedoch eine aufwändige Generalsanierung stattfinden. Weinberg wurde vom Land Oberösterreich auf 99 Jahre gepachtet und dient seit 1989 als Landesbildungs- und Musikzentrum. In den ehemaligen Prunkräumen finden gelegentlich Konzerte und andere kulturelle Veranstaltungen statt.

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