Archäologen der Friedrich-Schiller-Universität Jena konnten nahe der heutigen Burganlage eine Besiedlung seit der Eisenzeit nachweisen. Die Schönburg selber wird erstmals 1137 erwähnt.

Im Besitz der Bischöfe von Naumburg und vom 13. Jahrhundert bis zur Reformation unmittelbar und lehnfrei, veranlasst Ludwig der Springer der Sage nach den Bau der zwischen 1175 und 1250. Im 12. Jahrhundert im Besitz der edelfreien Familien von Schönburg und von Schönberg, werden ab 1174 auch bischöflich-naumburgische Ministeriale mit dem Namen Schönburg genannt. Kastellane verwalten die pontifikale Sommerresidenz von 1157 bis 1668. Als Sommersitz genutzt, wird die die Burg Schönburg 1355 für kurze Zeit an das Naumburger Domkapitel verpfändet.

Schönburg bildet seit dem 12.Jahrhundert mit zwölf umliegenden Dörfern einen größeren zum Hochstift Naumburg/Zeitz gehörigen Güterbezirk an der Grenze zum wettinischen Amt Weißenfels. Im Sächsischen Bruderkrieg 1446/51 erobert Apel von Vitzthum im Dienste des Landgrafen Wilhelm III. die Burg und setzt den roten Hahn aufs Dach. Die Orte Babendorf, Böllnitz und Bohndorf, Kathewitz, Öblitz, Pfaffendorf und zwei Dörfer Possenhain werden aufgegeben, die Einwohner ziehen in den Schutz der Burg und gründen den Ort Schönburg.

Nach der Leipziger Teilung 1485 kommt das Hochstift Naumburg und seine Ämter unter die Vogtei des ernestinischen Kurfürstentums Sachsen. Der Streubesitz der Naumburger Bischöfe mit dem älteren Amt Schönburg werden 1544 im Amt Naumburg zusammengefasst. Mit der Reformation wird das Bistum aufgelöst und mit dem Tod des letzten Naumburger Bischofs Julius von Pflug im Jahre 1564 fällt das Hochstift Naumburg mit seinen Ämtern an den albertinischen Kurfürsten August I. von Sachsen.

1570 wird die Schönburg von den Kurfürsten an das Domkapitel von Naumburg verpachtet. Im Renaissancebau der Vorburg wird um 1650 die Försterei eingerichtet, während die ungenutzten Gebäude langsam verfallen. 1668 werden die zur Burg gehörenden Amtsgüter an die Bauern von Schönburg und Possenhain verkauft. Die tragen die Schönburg Stein um Stein ab und bauen sich ihre Gehöfte aus. Im 17.Jahrhundert ist die Schönburg in einem erbärmlichen Zustand deren völliger Zerfall von wenigen Reparaturarbeiten verhindert wird.

1815 fällt Schönburg an Preußen und wird im Jahr darauf dem Landkreis Naumburg im Regierungsbezirk Merseburg der Provinz Sachsen zugeteilt, zu dem es bis 1944 gehört. Die deutsche Romantik bringt Aufmerksamkeit, Gelder und Reparaturen auf die historische Anlage. Um 1800 werden weite Teile restauriert, 1825 der Bergfried repariert, um ihn als Aussichtspunkt zu nutzen. Am 25. Juli 1860 gründet der junge Friedrich Nietzsche mit seinen Freunden Wilhelm Pinder und Gustav Krug auf der Burgruine die bis 1863 bestehende künstlerisch-literarische Vereinigung „Germania“, in der an diesem Ort vierteljährlich über Literatur, Philosophie, Musik und Sprache diskutiert wird.

Die Reparaturarbeiten ziehen sich über das lange 19. Jahrhundert hin. Nach größeren Restaurierungsarbeiten wird 1884 in der Kernburg eine Gastwirtschaft eröffnet, die nach 1927 in die Vorburg verlegt wird. 1924 übernimmt die Stadt Naumburg gemeinsam mit dem Naumburger Delegierten-Convent die Burg vom preußischen Staat.

Nach dem Zweiten Weltkrieg nimmt das traditionsreiche kulturelle Leben im Dorf wieder Schwung auf. Das „Dorfensemble Schönburg“ bezieht die Burg mit ein. 1952 findet das erste große Sängertreffen auf der Schönburg statt. Bekannt sind heute die traditionsreichen „Schönburger Blasmusikanten“ sowie das jüngere Ensemble „Die Burgmusikanten aus Schönburg“.