Die zunächst als „Burg Braubach“ bekannte Burg wurde aus einem nicht ganz so hohen Turm wie heute, einem Wohnbau und einer Ringmauer gebildet. In der ersten Hälfte des 13. Jahrhunderts wurde die Burg in der heute noch gut erkennbaren Form erbaut und war zuerst im Besitz der Herren von Eppstein, einer der einflussreichsten Adelsfamilien im Hohen Mittelalter. Von 1283 bis 1479 war sie im Besitz der Grafen von Katzenelnbogen, einer ebenfalls mächtigen Familie des Spätmittelalters. Aus dieser Zeit stammen die gotischen Gebäude auf der Burg, die auch heute noch das Erscheinungsbild bestimmen. Danach ging sie durch Vererbung an die Landgrafen von Hessen, wurde zu einer Festung ausgebaut und später stark vernachlässigt. Landgraf Philipp II. von Hessen-Rheinfels ließ unterhalb der Marksburg das Schloss Philippsburg bauen und nutzte dieses als Witwenresidenz. Zur Zeit Napoleons gehörte die Marksburg zum Herzogtum Nassau und diente als Staatsgefängnis und Invalidenunterkunft. 1866 wurde die stark renovierungsbedürftige Burg von Preußen übernommen.

Eine Sage berichtet, dass es bereits zur Zeit der Eppsteiner zur Umbenennung der Burg Braubach in „Markusburg“ kam. Der Wahrheitsgehalt ist aber anzuzweifeln, da der neue Name der Burg erstmals 1574 urkundlich erwähnt wurde. Der Name „St. Markusburg“, der später zu „Marksburg“ verkürzt wurde, geht vermutlich auf den Schutzpatron der in der Burg befindlichen Kapelle zurück. Seit Anfang des 20. Jahrhunderts ist die Marksburg Eigentum und Sitz der Deutschen Burgenvereinigung. Ab 1987 wurde sie umfassend restauriert. Das düster wirkende Mauerwerk wurde neu verputzt und erhielt an Teilen der Fassade eine am Original orientierte Farbgebung. Dadurch wurde nicht nur das Aussehen der Burg um 1600 wiederhergestellt. Der neue Putz soll wie früher das brüchig gewordene Mauerwerk vor Wettereinflüssen schützen. Heute ist die Marksburg ein stark besuchtes Ausflugsziel, auch für ausländische Touristen. Bereits zweimal, in den Jahren 1977 und 2015, gab die deutsche Post eine Briefmarke mit dem Motiv der Marksburg heraus.

In Japan wurde sogar eine originalgetreue Nachbildung der Marksburg errichtet. Auf der Pazifikinsel Miyako, wo im 19. Jahrhundert Deutsche nach einem Schiffbruch gerettet wurden, gibt es eine Art Vergnügungspark, in dem Fachwerkhäuser, ein Herrenhaus und die Burg den Touristen ein Bild vom „typischen“ Deutschland vermitteln sollen. Die Kernburg der Marksburg wurde mit Unterstützung der Deutschen Burgenvereinigung im Maßstab 1:1 nachgebaut und beherbergt ein Museum.