Замок основан до 1200 на горе высотой ок.150 м над уровнем Рейна. Первое упоминание о нем относится к 1231 под именем города, над которым он расположен - Браубах (Braubach). Первые владельцы - семья фон Эппштайн (Eppstein).

В 1281 замок как приданое переходит во владение графов фон Катценеленбоген (Katzenelnbogen), занимавших третье место в Германии по числу принадлежавших им замков. Сделав замок своей резиденцией, они значительно расширили и перестроили его.

В 1479 род Катценеленбогенов пресекся. Замок перешел во владение графов Гессена (von Hessen), которые продолжили расширять замок.

В 1568 замок перестает быть резиденцией - он уже не удовлетворяя требованиям новой эпохи. Графы Хессена переносят резиденцию на равнину. Замок почти заброшен.

В 1643 замок превращается в крепость, для чего достраиваются внешние укрепления и бастионы.

1689/1692 - французская армия разрушила все замки по обеим берегам Рейна. Марксбург ей взять не удалось. Таким образом Марксбург является единственным из рейнских высотных замков, так и оставшихся неприступным.

Нынешний Марксбург был построен преимущественно в готическую эпоху, однако основан он был раньше. Хоть первое документальное упоминание относится к 1231 г., исследования показали, что уже в начале 12 в. на этом месте был замок.

Предположительно из нынешних построек к первоначальным относятся нижняя часть бергфрида и колодец. Примечательно, что нижний этаж бергфрида, служивший в поздние века темницей (его внутренняя площадь всего 1,7х1,7 м), изначально явно предназначался для других целей. В нем обнаружен замурованный узкий подземный ход. Он начинается в шахте нужника темницы, далее проходит под ее полом и заканчивается за западным краем фундамента. Куда он вел дальше, точно неизвестно. Скорее всего, ход заканчивался на одном из склонов. Видимо в замке были и другие, скорее всего фахверковые, постройки и конечно стена. Крайне малая опорная площадь бергфрида (6х6 м, в то время как для рейнских замков обычен размер стороны 8-11м) позволяет предположить, что и весь замок был мал.

В позднероманскую эпоху, в начале 13 в. замок уже начинает приобретать свои нынешние очертания. Формируется его ядро треугольной формы. Романская стена частично сохранилась на западной стороне замка. Для защиты самой опасной стороны строится башня с капеллой на южном острие треугольника. Башня имеет в основании несколько скошенный четырехугольник со скругленным внешним углом. Это вторая по высоте башня замка. Она имеет четыре этажа. Нижний, сводчатый, и второй, с плоским потолком, этажи имели вход со двора. На третий этаж можно было попасть с галереи на стене по узкому винтовому проходу. Здесь находиться замковая капелла, посвященная св. Марку (отсюда и современное название замка). Патрон должен был защищать замок. На северной стороне замка был построен палас. Его внешний вид с веками менялся - были прорублены большие окна, надстроен фахверковый с внутренней стороны этаж, однако основа - позднероманская. Сейчас уже невозможно установить, был ли в ту эпоху окруженный стеной форбург, или там располагались лишь хозяйственные постройки.

Нынешний форбург сформировался в эпоху готики. Замок принадлежал в эту эпоху графам фон Катценеленбоген. Около 1300 г. была построена стена внутреннего цвингера. У нее еще отсутствуют характерные для 14 в. детали - полукруглый фриз, узкие бойницы, фланговые башни. Стена повторяет в основном форму ядра замка и лишь в северо-восточной части отклоняется, образуя еще один двор. Входом в замок служат ворота в башне фогта (управляющего замком). Над воротами - находиться смоляной нос, с внутренней стороны верхний, жилой, этаж башни - это типичный для этих мест фахверковый дом. Сразу за воротами находиться кузня, вверх, к ядру замка, ведет т.н. конная лестница - вырубленные в скале широкие ступени, по которым могли проехать всадники.

Перестройка середины 14 в. была куда значительней. На месте восточной стены было сооружено готическое зальное здание, внешняя стена которого подобна щитовой и имеет толщину 4,5 м. Здание на половину находится во дворе, а на половину выступает в цвингер, его южный конец примыкает к башне капеллы. Со стороны двора, для того, чтобы оставить проход между домом и бергфридом, в стене пришлось сделать нишу. На уровне крыши из стены выступает три многоугольных башенки-эркера.

Под частью здания находиться сводчатый подвал. Изначально оба этажа представляли собой большие залы размерами примерно 6х24 м. На первый зал предназначался для слуг и простых воинов, в нем же находиться кухня. На лавках, встроенных в оконные проемы может сидеть до 10 человек. Зал верхнего этажа предназначался для хозяев замка, праздников и собраний. В готическом паласе изначально не было жилых помещений - они находились в старом, романском здании. Нынешнее разделение на жилую палату и зал, площадью 65 кв.м. произошло при перестройке 1434-35 гг. В оконных нишах, также как и на первом этаже, устроены места для сидения, между окнами за массивной дверью - вход в замковый нужник (с внешней стороны это, как и в большинстве построек той эпохи, просто эркер). Верхняя плита большого стола сделана съемной - именно так, вместе со столешницей и осуществлялась перемена блюд. На противоположном главному входу конце зала - проход в капеллу.

Сама башня капеллы была также надстроена. Одновременно был увеличен и бергфрид. На старой квадратной башне надстроили 9-метровую башенку. Общая высота башни составляет сейчас 40 м. Ее форма, которую принято называть маслобойкой, характерна для многих замков, принадлежавших семье Катценеленбоген. Вход в башню находиться на высоте 10 м от ее основания.

Вдоль восточной стены было построено еще одно здание, в котором находилась пекарня (здание сгорело во время пожара 1705 г.). Его сводчатый подвал сохранился и сейчас. На северной стороне получил пристройку старый романский палас, удлтненный до восточной стены. Также были перестроены Железные ворота, ведущие во внутренний двор и стена, соединяющая здание ворот с готическим паласом.

Получил развитие и форбург. Перед башней фогта был отгорожен еще один двор, входом в который служили Лисьи ворота.

Во второй половине 14 в. на восточном склоне была построена еще одна стена, отгородившая т.н. Гайсенцвингер. В начале 15 в. вдоль восточной, рейнской стороны была построена еще одна стена с полукруглыми башнями, а также вновь расширен форбург, заканчивающийся воротами с подъемным мостом. Отсюда начинается главная замковая дорога. На старинном плане различимо место рядом с Лисьими воротами, где раньше также был небольшой пеший подъемный мост - сюда вела крутая извилистая тропа.

В середине 15 века была предпринята уже упомянутая перестройка готического паласа, включавшая в себя и замену крыши и перекрытий верхнего этажа, а также разделение обоих этажей внутренними перегородками на два помещения каждый. Было это вызвано пожаром или просто тягой к новизне неизвестно.

Пресечение рода Катценеленбогенов совпало с концов средневековья. В новое время замок модернизировали уже другие владельцы - графы Хессена. Замок перестал служить резиденцией, но оставался важной крепостью. Замок был приспособлен к использованию артиллерии. Над кузней и конной лестницей на деревянных платформах были сооружены большая и малая батареи, на южной стороне был построен бастион "Острый угол", на восточной стороне - еще один бастион, служивший также пороховой башней, в Гайсенцвингере соорудили еще один, земляной бастион, а также бастион на северной стороне, прикрывающий дорогу. Над передними воротами соорудили еще одну батарею, а сам вход превратился в изогнутый под прямым углом туннель, в изгибе которого находиться сторожевая башенка. После пожара 1705 г., на месте сгоревшей пекарни было построено нынешнее здание, протянувшееся вдоль всей рейнской стороны.