Um 1120 sind die aus dem mächtigen Geschlecht der Sieghardinger stammenden Grafen von Peilstein ("de Pilsteine") erstmals nachweisbar. Die Burg Peilstein war das Machtzentrum der Grafschaft, die fast den gesamten westlichen Teil des Mostviertels umfasste.

Mit dem Tod von Friedrich V im Jahr 1218 starb die Familie von Mannesstamm aus. Gräfin Euphemia von Peilstein stellt noch 1236 "in castro Pilstein" eine Urkunde aus, dass die Burg nach ihrem Tod an die Babenberger übergehen sollte. Die Babenberger gaben sie erst den Grafen von Plain und nach 1260 den Grafen von Hardegg zu Lehen. Ab 1290 setzen die Landesfürsten nur mehr Pfleger auf der Burg ein.

Diese scheint 1368 als "vest Peylenstain" und 1380 als "haus dacz Peilnstain" in Urkunden auf. 1356 führte Herzog Rudolf IV der Stifter auch die Benennung "Graf von Peilstein" im Titel. Auch im 15. Jahrhundert sind Pfleger zu Peilstein und die "Feste ze Peilstein" genannt. Vermutlich war die Burg ab dem 16. Jahrhundert nicht mehr bewohnt. Die Verwaltung war nach St. Leonhard am Forst in das dortige "Schloss" verlegt worden. Mitte des 16. Jahrhunderts kam die Herrschaft an die Grafen von Ortenburg, von diesen wenige Jahrzehnte später an die Grafen Auersperg und schließlich 1828 in den kaiserlichen Patrimonialfonds. Vom kaiserlichen Familienbesitz ging das Burgareal schließlich 1898 in landwirtschaftlichen Privatbesitz über.

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