Die Gründung der Wasserburg um 1150 geht auf den Minnesänger Dietmar von Aist zurück. Urkundlich erwähnt wird sie erstmals 1159 mit Dietmar von Aistersheim, einem Ministerialen der steirischen Otakare. Die damalige Burg blieb bis 1426, als Heinrich von Aistersheim, als letzter seines Stammes starb, bei dieser Familie. 1464 kaufte Hanns von Hohenfeld die Herrschaft. Aistersheim blieb nun über 350 Jahre lang bei diesem Geschlecht.

Hanns von Hohenfeld hatte die mittelalterliche Wasserburg noch keine sieben Jahre besessen, als diese in der Liechtensteiner Fehde durch die modernen Pulvergeschütze des Wolfgang von Schaunberg sturmreif geschossen, erobert und zerstört wurde. Aistersheim wurde notdürftig wieder hergerichtet.In der zweiten Hälfte des 16. Jahrhunderts die Burg durch einen Neubau ersetzt. Die Bauarbeiten waren um 1600 abgeschlossen. Otto Achaz von Hohenfeld weigerte sich 1619 als militanter Vertreter der protestantischen Stände Kaiser Ferdinand II als neuen Landesfürsten die Erbhuldigung zu leisten. Daraufhin belagerten im folgenden Jahr Tillys bayrische Truppen das Schloss, das von Bauern unter dem Pfleger Wolf Kessel verteidigt wurde. Nach wenigen Tagen wurde es eingenommen. Im großen oberösterreichischen Bauernkrieg unter Stefan Fadinger wurde Aistersheim eines der Zentren des bäuerlichen Widerstandes.

Nach Fadingers Tod diente es Achaz Wiellinger von der Au als Hauptquartier. Bei der anschließenden Eroberung durch den bayrischen Statthalter in Oberösterreich Adam Graf Herberstorff wurde das Gebäude schwer beschädigt. Ein Brand im Jahre 1771 richtete größere Schäden an, so dass etliche Umbauarbeiten im Barockstil notwendig wurden. In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts erneuerte man die Außenfassaden. Mit Feldmarschallleutnant Otto Adolf Graf Hohenfeld starb die Familie 1824 aus. Seine vier Schwestern verkauften die Herrschaft 1830 an Johann Karl Dworzak. Dessen Nachkommen besaßen Aistersheim bis in die zweite Hälfte des 20. Jahrhunderts. 1956 erbten die drei Nichten von Elisabeth Dworzak den Besitz. Elisabeth Birnleitner, geborene Korompay, Gattin des Botschafters Dr. Heinrich Birnleitner, war Erbin nach ihrer Tante Elisabeth Dworzak und kaufte Teile des Besitzes von Miterbinnen.

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