1380 bekam Graf Hans von Starkenberg von Herzog Leopold III die Erlaubnis, die bestehenden Wehrbauten zu einer starken Burg auszubauen. Die Starkenberger stammten ursprünglich aus Bayern. Sie lebten vorwiegend auf Schloss Schenna in Südtirol und benutzten die Kronburg als Verwaltungsmittelpunkt für die Hälfte ihrer Nordtiroler Güter.

Der von ihnen eingesetzte Pfleger übte auch die niedere Gerichtsbarkeit aus. Hans von Starkenbergs Enkel Ulrich und Wilhelm versuchten die Oberhoheit des Herzogs Friedrich IV abzuschütteln und rebellierten mit etlichen anderen Tiroler Adeligen gegen die Habsburger. Dies hatte natürlich den Verlust ihrer Güter zur Folge. Mit Ulrich und Wilhelm starben die Starkenberger aus.

Von 1423 bis 1504 war Kronburg landesfürstlich und wurde meist von Pflegern verwaltet. 1485 verpfändete Erzherzog Sigmund der Münzreiche die Herrschaft an den Salzburger Domherrn Ruprecht Rindsmaul, doch löste Kaiser Maximilian I 1502 die Pfandschaft wieder ein und belehnte zwei Jahre später die Grafen Fieger mit der Kronburg. Die Fiegers bauten den ursprünglichen Bergfried zu einem mächtigen Wohnturm aus und ließen 1717 anstelle der unterhalb der Burg liegenden kleinen Kapelle die Wallfahrtskirche Mariahilf errichten. Im 17. Jahrhundert wurde die Kronburg verlassen und galt bereits 1766 als Ruine. 1802 starben die Fieger mit Graf Johann Nepomuk Valerian aus und die Herrschaft fiel als erledigtes Lehen an den österreichischen Staat.

Nachdem die Kronburg einige Jahre von der bayerischen Regierung verwaltet worden war, wurde sie 1812 an den Bauern Sebastian Stocker verkauft. Nächster Besitzer der Burg wurde 1835 Stephan Krismer. Ihm diente sie lediglich als Steinbruch. Er ließ 1848 neben der Wallfahrtskirche ein Kloster errichten. Nach seinem Tod kam das Burggelände an die Klosterschwestern. Seit 1952 gehört die Kronburg zum Besitz der Halleiner Schulschwestern. Ab 1985 konnte durch einen örtlichen Burgverein der weitere Verfall der Ruine gestoppt und diese in ihrem Bestand gesichert werden. 2005 übernahmen die Barmherzigen Schwestern von Zams das gesamte Anwesen mit Burg, Landwirtschaft, Gasthof und dem Kloster.

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