Das Erbauungsdatum dieser Burg ist leider unbekannt. Ihre erste schriftliche Erwähnung stammt aus dem Jahre 1237, die Oberburg muss jedoch zu diesem Zeitpunkt schon vorhanden gewesen sein. Die staufische Baukunst sowie die Buckelquadersteine verweisen darauf.

Nachdem Burg Gräfenstein mehrmals geteilt und verpfändet worden war, verkauften die Leininger sie 1367 an Kurfürst Ruprecht von der Pfalz. Dieser belehnte 1371 die Grafen von Sponheim mit der Burg, die sie wiederum nach ihrem Aussterben den Herzögen von Pfalz-Zweibrücken vererbten. Als die Burg 1525 während der Bauernkriege zerstört wurde, ließ Herzog Ruprecht aus der Seitenlinie der Zweibrücken-Veldenz die Burg wieder aufbauen. Er starb 1544 in ihren Mauern. 1635 wurde Burg Gräfenstein bei einer Belagerung kaiserlicher Truppen niedergebrannt und dem Verfall preisgegeben. Seit dem 19. Jh. befindet sich die Ruine zunächst im bayerischen und seit 1949 im rheinland-pfälzischen Staatsbesitz. In den Jahren 1970/71 und 1985 bis 1987 wurden umfangreiche Sanierungsmaßnahmen, verbunden mit bauarchäologischen Untersuchungen an der Unterburg sowie Mauerrekonstruktionen, durchgeführt.

Ein Besuch der Burg Gräfenstein führt den Besucher zunächst durch drei Tore der Unterburg, von denen zwei Tore von Rundtürmen flankiert werden. Nach dem Passieren des rechteckigen Torturms steht man im Vorhof des jüngeren nördlichen Teils der Unterburg. Die dort freigelegten Mauerzüge stammen von früheren Wirtschaftsgebäuden und Stallungen. Durch ein Rundbogentor gelangt man in den Burghof, der zum älteren südlichen Teil der Unterburg zählt. Dort findet man die Reste von sieben Burgmannenhäusern mit Sitzbänken, Aborten und Kaminen aus dem 13. Jh. vor.

Die 1986 freigelegte Kelleranlage, die zu späteren Zeiten als Schießkammer benutzt wurde, stammt ebenfalls aus staufischgotischer Zeit. Die wiederhergestellte Zisterne mit der wappengeschmückten Steinbrüstung ist im 16. Jh. errichtet worden. Über eine Treppe an der Westseite des Felsens gelangt der Besucher in den engen Burghof der Oberburg. Auffällig und vor allem ungewöhnlich ist der siebeneckige Grundriss des Bergfrieds, der sich majestätisch und für den südlichen Pfälzer Wald typisch, auf einem Sandsteinfelsen erhebt. Da der Turm bestiegen werden kann, ist es unbedingt zu empfehlen, von dort die herrliche Aussicht über den Pfälzer Wald zu genießen. Der Bergfried ist von einer Mantelmauer umgeben, die mit dem Sandsteinfelsen eine abgeschlossene Einheit zu bilden scheint. Um die Oberburg herum führt eine ovalförmige Ringmauer aus Buckelquadern, die wie der Bergfried und die Reste des Wohnpalas aus staufischer Zeit stammen. Die schlossartigen Ausbauten des Wohnpalas wurden etwa 1540 vorgenommen.