Das Viertälergebiet erreichte schon sehr früh durch den Weinbau und wegen seiner Lage große wirtschaftliche Bedeutung.
Um diese einträgliche Enklave zu schützen, entstand im 12. Jahrhundert Burg Stahleck. Ihr folgten im frühen 13. Jahrhundert die Burgen Fürstenberg und Stahlberg, erbaut unter dem Kölner Erzbischof Engelbert I.
Im Jahr 1243 wurden Burg Stahlberg und Burg Fürstenberg von dem Kölner Erzbischof Conrad v. Hochstaden als Lehen an den Pfalzgrafen Otto v. Wittelsbach vergeben.
Im Laufe der Jahre veränderten sich jedoch die Besitzverhältnisse, und die Burg wurde pfalzgräflicher Besitz.
König Ludwig v. Bayern, dem nach dem Tod seines Bruders Rudolf die Pfalz zufiel, verpfändete diese im Jahr 1316 an den Erzbischof Balduin v. Trier und König Johann v. Böhmen, da diese beiden ihn bei der Wahl zum deutschen Kaiser finanziell unterstützt und auch für ihn gestimmt hatten.
Wie vertraglich festgelegt, blieben die Orte Bacharach, Steeg, Oberdiebach und Manubach -„Vier Thäle“ genannt – mit den Burgen Stahleck, Stahlberg und Fürstenberg auf Lebenszeit im Besitz der beiden Fürsten. Erst nach Balduins Tod im Jahr 1354 fiel das Viertälergebiet wieder an die Pfalzgrafschaft.

Dendrochronologische Untersuchungen aus dem Jahr 2005 ergaben Daten im Zeitraum von 1158 bis 1168 für die Erbauung der Gesamtanlage.
Bisherige Vermutungen über ein unterschiedliches Alter von Ober- und Unterburg können damit als widerlegt gelten. Eine zweite große Ausbauphase datiert in das zweite Viertel des 14. Jahrhunderts. Diese war vor allem durch Einstürze am rechteckigen Bergfried und der südwestlichen Ringmauer nötig geworden. Der runde Bergfried wurde damals erhöht. Weitere kleinere Ausbauten sind um 1470 belegt.
Nordwestlich der eigentlichen Ruine sind auf einem Felshügel noch die Reste einer Vorburg zu erkennen. Durch den künstlich angelegten Graben führt seit der Flurbereinigung im Jahr 1968 ein Weinbergsweg. Das Entstehungsdatum dieser Burganlage ist unbekannt.
Die Anlage besteht aus einem rechteckigen Donjon (Hauptturm) auf der höchsten Felserhebung und einem Halbturm an der nordöstlichen Seite. Dazu kommt die Ringmauer mit dem runden Burgfried und dem nach Nordwest angelegten Eingang. 

Im September des Jahres 1620 eroberten spanische Truppen das gesamte Viertälergebiet und ließen auf den Burgen Besatzungen zurück.
Am 8. Janauar 1632 wurde die Burg, „auf welcher 14 spanische Soldaten gewesen, deren etliche niedergemacht, die übrigen gefänglich angenommen“, von den Soldaten des Rheingrafen Otto Ludwig, der im Dienst der Schweden kämpfte, zurückerobert.
Im Verlaufe dieses Krieges wurde die Burg noch mehrmals von den kriegsführenden Parteien eingenommen. Während dieser Kampfhandlungen wurde Stahlberg offenbar stark beschädigt, denn in der Bacharacher Oberamtsbeschreibung von 1678 heißt es, dass “ das alte verfallene Haus Stalberg uff dem Berg beym Thal Steeg gelegen, davon annoch etliche Thürme und das Gemaur darumb vorhanden“.

Der pfälzische Erbfolgekrieg, in dessen Verlauf im Jahr 1689 die meisten Burgen der Kurpfalz zerstört wurden, konnte ihr also nicht mehr viel antun.
Wie die meisten Burgen war auch Stahlberg als Lehen des Pfalzgrafen an ihm ergebene Ritter vergeben, die entweder selbst oder durch ihre Untergebenen Burg und Tal vor Angriffen schützten.
Die meisten der als Burgmann eingesetzten Ritter entstammten dem Ministerialenstand des ansässigen Kleinadels.
Eine der bedeutendsten Familien war die Familie Knebel von Katzenelnbogen, deren Mitglieder schon in früher Zeit immer wieder und über lange Jahre hinweg das Amt eines Burgmanns auf Burg Stahlberg innehatten.

 Als Burgmannen auf Stahlberg sind bekannt:

 1307-1329 Dietrich Knebel v. Katzenelnbogen

 1351-1363 Werner II Knebel v. Katzenelnbogen

 1355-1357 Ludwig Walpod

 1359  Tam Knebel v. Katzenelnbogen

 1364  Werner IV Knebel v. Katzenelnbogen

 1381  Dieter Knebel v. Katzenelnbogen

 1391  Otto Knebel v. Katzenelnbogen

 1391  Brenner v. Stein

 1397  Wilhelm v. Waldeck

 1398-1400 Rost v. Schonenburg

 1398-1400 Heinrich v. Schonenburg der Junge

 1398-1400 Johann v. Metzenhusen

 um 1400  Herman Fry v. Pfaffenauwe

 um 1400  Foltzing Porte aus Bacharach

 um 1400  Heinrich v. Stege (später Fr. Heiles)

 um 1400  Christoffel v. Hendschussheim

 1419  Werner VI Knebel v. Katzenelnbogen

 1428  Wilhelm Knebel v. Katzenelnbogen

1446  Werner Knebel v. Katzenelnbogen

1504  Heynrich v. Hentschußheim

1584  Hieronymus Franck, Burghüter auf Schloß Stahlberg u. Büchsenmeister im Amt Bacharach

1598  Anton Krechtel, Burghüter auf Schloß Stahlberg u. Büchsenmeister im Amt Bacharach

1611  Friedrich Gottsman, Burghüter auf Schloß Stahlberg u. Büchsenmeister im Amt Bacharach

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