Erstmals urkundlich genannt wird Leonstein mit Berthold von Lewensteine im Jahr 1140. Dieser stammte aus dem Geschlecht der Rohrer und war ein Ministeriale des Herzogs Heinrich von Bayern. Die Burg Leonstein soll angeblich bereits um das Jahr 900, allerdings vorerst aus Holz, entstanden sein.

Leonstein blieb bis in das 15. Jahrhundert im Eigentum der Familie von Rohr. Herzog Albrecht III lies die Burg 1390 von seinen Feldhauptmann Zacharias Haderer belagern, wobei bereits Artillerie eingesetzt wurde. Nach drei Monaten wurde sie erobert und zerstört. Wolfgang von Rohr musste seine Herrschaft 1392 dem Herzog verkaufen, durfte sie aber als landesfürstliches Lehen wieder entgegennehmen. Es wurde ihm sogar erlaubt, die Burg wieder aufzubauen.

1447 verkaufte Bernhard von Rohr seine Hälfte an seinen Cousin Erhard von Zelking. 1459 wurde die Herrschaft mit einem eigenen Landgericht ausgestattet. Da die Zelkinger Protestanten waren, mussten sie 1629 ihren Besitz an Georg Siegmund Graf Salburg verkaufen. Die Burg hatten sie längst verlassen und sich am Fuße des Hügels ein neues Schloss erbaut. Die Ruine blieb bis 1919 im Besitz der Familie Salburg. Dann verkaufte Graf Dr. Theodor Salburg den Besitz an das Land Oberösterreich. Von der einstigen Burg sind nur mehr wenige Mauertrümmer erhalten, die völlig von Wald überwuchert sind.

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