Um 1100 errichteten die Nachfolger des Grafen Botho, die sich Herren von Pottendorf nannten, hier eine Wasserburg. Vermutlich handelten sie im Auftrag der Grafen von Sulzbach. Als Bauherr gilt Rudolf I von Pottendorf. Mit ihm scheint die Burg um 1130 erstmals urkundlich auf. Konrad I von Pottendorf, wird zwischen 1194 und 1223 mehrfach urkundlich genannt.

Im Mittelalter war die Burg eine wichtige Grenzbefestigung und Teil der Verteidigungslinie entlang der Leitha. Mit Friedrich IV von Pottendorf starb die Familie 1488 aus. Die Herrschaft fiel an den Landesfürsten Kaiser Friedrich III zurück. Dieser setzte als Verwalter besoldete Pfleger ein. 1490 eroberten ungarische Truppen unter König Matthias Corvinus das Schloss.

Nach den Abzug der Ungarn gelangte es im folgenden Jahr wieder in kaiserlichen Besitz. 1495 übergab Kaiser Maximilian I Pottendorf den Brüdern Heinrich und Sigismund von Prüschenk. Im gleichen Jahr wurde Christoph VI von Zinzendorf mit der Pflegschaft betraut. 1517 erhielt er die Herrschaft als Lehen. Die Familie Zinzendorf besaß die Burg bis 1606. Damals verkaufte Georg Ehrenreich von Zinzendorf und Pottendorf die Herrschaft an Ludwig Freiherrn von Königsberg. Ehrenreich Christoph von Königsberg war der letzte seiner Familie. Er verkaufte 1635 Pottendorf an Dr. Jakob Berchtold von und zu Ungarschütz. Dessen Sohn, Freiherr Matthias Ernst, veräußerte es 1665 an den Franz Graf Nádasdy. Im September 1670 stürmte Graf Ursenpeck im Auftrag des Kaisers Schloss Pottendorf. Die Güter wurden sofort beschlagnahmt. Den Türkeneinfall von 1683 überstand Pottendorf auf Grund eines Schutzbriefes relativ gut. Gundacker Thomas Graf Starhemberg, der die Herrschaft 1702 pfandweise erworben hatte, ließ die Burg in ein Schloss umbauen.

Franz Anton Pilgram wurde 1737 mit der Modernisierung und der Erweiterung der Anlage im Barockstil beauftragt. Die Familie Starhemberg besaß Pottendorf genau hundert Jahre lang. Im Jahr 1802 ging die Herrschaft an Nikolaus V Fürst Esterhazy über. 1900 kam es zu umfangreichen Restaurierungsarbeiten am Schloss. Im Zweiten Weltkrieg diente dieses als Lazarett der Deutschen Wehrmacht. Bei einem Bombenangriff wurde das Schloss 1944 schwer beschädigt. 1945 übernahmen russische Besatzungssoldaten das Lazarett. 1955 wurde das Schloss der Familie Esterhazy rückgestellt. Zu diesem Zeitpunkt war es zwar stark vernachlässigt aber baulich noch in einem passablen Zustand. Seit 1967, als noch einige Renovierungsarbeiten durchgeführt wurden und die Türme neue Dächer erhielten, kümmerte sich niemand mehr um die Schlossruine. 2005 wurden Schloss und Park von der Marktgemeinde Pottendorf angekauft. Danach wurde der Park ausgelichtet und auch die Schlossruine vom wuchernden Jungwald befreit, so dass sie wieder sichtbar ist. Auch am Schloss wurden erste Sicherungsmaßnahmen durchgeführt.

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