Il 1° maggio 1393, l'arcivescovo di Magonza, Konrad II von Weinsberg, dotò di una nuova cappella Mühlbach prope castrum nominatum Gutenberg, vicino al castello di Guttenberg. È qui che il castello, che secondo i ritrovamenti archeologici risale alla prima metà del XIII secolo, viene citato per la prima volta nei documenti. Come feudo dei vescovi di Worms, apparteneva ai signori di Weinsberg. Presumibilmente, anche i von Weinsberg avevano costruito il castello per conto del loro signore. Il vescovo di Worms si preoccupava di assicurare le entrate doganali sulle rotte a lunga percorrenza nel suo territorio. Il castello di Guttenberg non è una fondazione della dinastia Hohenstaufen; la presunta funzione del castello come parte di un anello difensivo intorno al palatinato di Wimpfen non è provata dalle fonti e non è nemmeno probabile a causa dei rapporti giuridici. In un documento del 2 dicembre 1449, il vescovo di Würzburg confermava che, in qualità di tutore dei figli del defunto Reichserbkämmerer Konrad IX von Weinsberg, aveva venduto il castello di Guttenberg, situato sul Neckar, con i villaggi annessi, insieme a tutti i diritti, gli usi e le pertinenze, a Hans il Ricco von Gemmingen per 6000 fiorini renani. Con questo acquisto, Hans von Gemmingen, detto Hans il Ricco, divenne il capostipite della linea Gemmingen-Guttenberg, di cui il castello è ancora oggi in possesso. Con il trattato di spartizione del 1° febbraio 1518, il nipote di Hans, Dietrich von Gemmingen († 1526), ereditò la nuova sede della famiglia. Sotto di lui, il castello ebbe un ruolo importante nel periodo della Riforma, anche come sede di una discussione religiosa nella disputa sull'Ultima Cena dei Riformatori. Non ci sono prove di un assedio nel Medioevo, né il castello ha subito danni durante la guerra dei contadini tedeschi. Nella Guerra dei Trent'anni, le truppe cattoliche sotto il luogotenente generale Johann T'Serclaes von Tilly sconfissero l'esercito protestante sotto il Margravio di Baden nel maggio 1622 nella battaglia di Wimpfen, con gravi perdite (da 1500 a 2000 morti per parte). Nel 1689, durante la Guerra di Successione del Palatinato, il re Luigi XIV di Francia devastò sistematicamente il Palatinato Elettorale e i territori limitrofi. Sebbene le truppe abbiano sempre attraversato la regione, il castello di Guttenberg fu risparmiato in tutte le guerre per circostanze fortunate. Il castello passò nelle mani di vari rami dei signori di Gemmingen-Guttenberg. Philipp von Gemmingen (1702-1785), favorito in una divisione dell'eredità, sopravvisse al suo unico figlio, cosicché il castello passò al ramo di Bonfeld-Unterschloss e, a partire dai figli di Ludwig Eberhard von Gemmingen-Guttenberg (1750-1841), fu in possesso di un condominio di diversi azionisti che durò fino al 1932. Nel 1825 Wilhelm Hauff (1802-1827) soggiornò nel castello. Dietro il nome del castello di Thierberg nella sua novella L'immagine dell'imperatore si cela il castello di Guttenberg. Il turismo al castello fu fondato da Gustav von Gemmingen-Guttenberg (1897-1973), che nel 1923 aveva rilevato l'attività forestale del castello e fondato la segheria di Neckarmühlbach. Nel 1949 istituì il museo del castello e nel 1950 la taverna del castello nell'edificio anteriore, ampliato già l'anno successivo. Gustav von Gemmingen-Guttenberg è stato anche responsabile dell'arrivo della Deutsche Greifenwarte nel 1971. Dopo l'arrivo della Greifenwarte, il turismo al castello è aumentato a dismisura, tanto che nel 1972 la taverna del castello è stata nuovamente ampliata con un ristorante self-service. Il figlio di Gustav von Gemmingen, Christoph von Gemmingen-Guttenberg (1930-1999), e sua moglie Gabriele, nata. von Lersner (* 1935) continuò l'amministrazione e l'espansione del castello.