In einer Schenkungsurkunde des Herzogs Welf VI findet man 1152 erstmals einen Hinweis auf eine bestehende Burg. Unter den Zeugen werden ein "Adelbero de Nuenburc" und sein Bruder Ciso genannt.

Die Fehde zwischen den Pfalzgrafen von Tübingen und den Welfenherzogen musste durch Kaiser Friedrich I Barbarossa 1166 beendet werden. Der Herzog ließ daraufhin Hugo von Tübingen gefangen nehmen und auf der Neuburg festsetzen. Da Welf VII bereits 1167 starb, kam er bereits nach eineinhalbjähriger Haft wieder frei. Die Neuburg fiel an den Kaiser. Dieser belehnte mit ihr 1240 die Ritter Thumb, die zu seinen Ministerialen zählten. Nach dem Aussterben des hohenstaufischen Kaiserhauses 1254 wurde die Neuburg eine reichsunmittelbare Herrschaft.

Nachfolger der Pfalzgrafen von Tübingen wurden in Vorarlberg die Grafen von Montfort-Feldkirch. Diese versuchten weiterhin die Neuburg in ihren Besitz zu bringen. Der endlosen Streitereien müde geworden, verkauften die Ritter Thumb die kleine Herrschaft 1363 an Herzog Rudolf IV von Österreich und seine Brüder. Für die Habsburger war die Neuburg ihr erster Besitz in Vorarlberg. Sie bauten die Burg zu einer Landesfestung aus. Die Habsburger setzten Burgvögte zur Verwaltung der Feste ein. Zwar wurde die Herrschaft öfters verpfändet, nicht aber die Burg, was auf ihre strategische Bedeutung hinweist. Es war allerdings nicht zu vermeiden, dass sie 1407 durch die Appenzeller eingenommen und 1647 von den Schweden besetzt wurde. Danach diente die Neuburg wieder als Garnison und Zeughaus für das österreichische Militär.

Die technische Entwicklung des Heerwesens und die Veränderungen in der Kriegsführung führten dazu, dass zur Zeit der Kaiserin Maria Theresia die Festung ihre Schutzfunktion nicht mehr erfüllen konnten und daher aufgegeben wurde. 1744 hatte man die Besatzung der Neuburg nach Bregenz verlegt. Danach diente diese nur mehr als Staatsgefängnis. 1767 wurde die längst verlassene Burg versteigert. Die neuen Besitzer ließen alles Brauchbare verkaufen und die Mauern weitgehend als Steinbruch verwenden. 1864 kaufte die Gemeinde Koblach die Ruine Neuburg und den Schlosswald. Ab 1956 wurden Erhaltungsarbeiten an der Burgruine durchgeführt. Sie wurden 1993 durch Bauzeitanalysen und 1994 durch dendrochronologische Untersuchungen ergänzt.

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