Avant d’être le château que l’on connaît aujourd’hui, le château était un site fortifié, un « Flieburg » et daterait du Xème siècle et était une propriété de l’abbaye de Marmoutier.
Le 1er comte, Pierre de Lutzelbourg en aurait pris possession par la force et a fondé le Château.
En 1126, le nom du site du Château est mentionné pour la première fois dans la notice de fondation du couvent de Saint Jean Saverne.
Il est le fils du Comte Frédéric de Montbéliard lignée parente à la maison de Savoie, il épouse Agnès de Savoie, il décède en 1129
Délesté du margraviat de Suse- près de Turin- par Konrad- neveu de l’empereur Henri IV, il revient ou reprend  ses terres ancestrales dont la vallée de la Zorn.
Les 1ers éléments sont construits fin Xième siècle.

Son épouse Ita est restée célèbre et est rentrée dans la légende pour ses pouvoirs de guérisseuse et talents de sorcellerie.
On raconte qu’elle était redoutable et très redoutée même de son époux. Excédé par la méchanceté de sa femme, Pierre la fit enfermée dans la plus sombre geôle de son château. Un jour d’été, la chaleur étant devenue si accablante que le comte se trouva mal. Aussi sa dame lui fit savoir que ses dons de magicienne lui permettaient de rafraichir l’air s’il la libérait. Ravi de cette idée, il lui permit de monter sur les remparts. Mais à peine arrivée, elle provoqua une tempête si violente que toute la contrée fut sinistrée. La légende raconte que les nuits de tempête, elle se transforme en serpent de feu avant de disparaître dans la Zorn

En 1142, leur fils unique Réginald meurt sans descendance et le Château revient à Etienne de Bar, évêque de Metz- cousin du Comte Pierre, en 1150.
La garde du Château revient à des chevaliers au service de l’évêque qui prendront le nom de seigneurs de Lutzelbourg.
Cette succession est contestée entre autres par le duc de Lorraine et le comte de Sarrewerden qui tenteront de prendre de force le Château dans les années 1150 et suivantes.
En 1179, l’évêque de Metz assiège à son tour le Château où s’est retranché le comte de Sarrewerden.

Fin XII -ème siècle, des travaux sont entrepris et la tout dite de Fénétrange est construite et l’ancienne tour-porte est modifiée.
En 1235, Bourcard de Geroldseck s’empara du Château et sur ordre de l’évêque de Metz, son neveu, Gottfried d’Apremont reprend la place. La bataille fut violente, Gottfried est blessé et perd un œil. Mais finalement Bourcard et ses hommes sont fait prisonniers, ils vont devoir payer une forte rançon.
A la fin du XIIIème, la lutte entre plusieurs candidats à l’élection épiscopale de Metz, pousse l’église à placer les domaines de l’évêché sous la tutelle de hauts seigneurs.
Frédéric de Lichtenberg prévôt de la cathédrale de Strasbourg est alors gardien du Château.

Fin XIV-début XV, les évêques de Metz et Strasbourg connaissent de sérieuses difficultés financières et le Château est morcelé en ganerbiat, sorte de copropriété entre différents seigneurs, qui en 1394 signent une paix castrale.
Deux familles ont eu un rôle important dans l'histoire du château entre le XIIIe et le XIVe siècle : les seigneurs de Fénétrange et les Lutzelstein se partagent la possession du domaine et y imposent successivement leurs lois (droit de péage à Lutzelbourg par exemple). Ils sont évincés vers 1450 par les comtes Palatins lors de la conquête du château.
Au fur et à mesure que les années passent, les nombre de ganerben augmente et finalement, en 1409, l’évêque de Metz vend le château au duc de Lorraine pour 1 quart, l’année d’après une autre partie est vendue à l’évêque de Diest.

Durant toute la période du XVème siècle, le Château fera l’objet de multiples transactions et connaîtra une histoire mouvementée jusqu’à sa destruction en 1523 lors d’une expédition du comte électeur Louis le Pacifique, le Landgrave de Hesse contre François de Sickigen, copossesseur du Château qui sera tué lors de cet assaut.
En 1566, il revient au comte palatin « Jerry Hans » fondateur de la ville de Phalsbourg. Il avait pour projet de reconstruire le Château mais ruiné, lui aussi, il le vendit au Duc de Lorraine en 1583.

Lors de la révolution, le Château devient un bien national
En 1840, les ruines du Château sont rachetées par le notaire de Phalsbourg, Adolf Germain pour éviter leur démantèlement par les constructeurs de la voie ferrée.
C’est au début du XXème siècle, que le Château reprend vie grâce au Professeur Koeberlé qui entreprends des fouilles archéologiques, des travaux de restauration avec la célèbre Villa Koeberlé. En 1909, il fait paraître l’ouvrage « les ruines du Château de Lutzelbourg »