Bereits für das frühe 12. Jahrhundert ist eine „Herrschaft“ in der Gegend der heutigen Marktgemeinde Atzenbrugg belegt. Auf den Besitzer Azzo führt man den Namen des Ortes zurück. Auch für keltische und karolingische Bewohner gibt es Belege. Um 1190 wird eine Frau Gertrud von Azzenpruck erwähnt, seit 1313 ist ein Wappen der Herren von Azenbruck nachweisbar. Die Baugeschichte des heutigen Schlosses lässt sich bis ins Mittelalter zurückverfolgen. Zunächst hatte diese Burg einen Ringgraben. Seit 1379 war das Landschloss im Besitz des Stifts Klosterneuburg, 1398 wurde eine bereits bestehende Kapelle erweitert und der heiligen Katharina geweiht.
Während der zweiten Türkenbelagerung (1683–1686) entstanden starke Schäden, 1691 wurden durch den italienischen Stuckateur Domenico Piazzol Reparaturen durchgeführt. Um 1746 gab es weitere Restaurierungsarbeiten.
Im frühen 19. Jahrhundert war der Justitiar Joseph Derffel (* um 1766, † nach 1843) Gutsverwalter der Herrschaft. Durch seinen Neffen Franz von Schober kamen der Komponist Franz Schubert und viele seiner Freunde (darunter die Familie von Spaun, Leopold Kupelwieser, Moritz von Schwind, Eduard von Bauernfeld) mehrfach auf einige Tage zu Besuch nach Atzenbrugg und unterhielten sich dort u. a. mit Musizieren und Ballspielen. Mehrere Jahre fanden dort Schubertiaden statt.
Das Schloss befindet sich seit 1977 im Besitz der Marktgemeinde Atzenbrugg.
