Na dnešním místě zámku,zde stával hrad,který chránil důležitou cestu ze Saska, Durynska a jiných německých zení do Čech. Byl nejspíš postaven ve 14.století rodem Hartenberků, tento rod pocházel z dnešního bavorského území při horním toku Ohře, které patřilo kdysi k Chebsku. Tam se připomínají od roku 1230 a i tam stával jejich původní rodový hrad Hartenberk. počátkem 14.století Hartenberkové přesídlili na Loketsko a v 15.století i do vnitra Čech.Na dnešním Sokolovsku si vybudovali nový rodový hrad Hartenberk, který se v listinách připomíná poprvé v roce 1348, kdy cisterciáci Lubský újezd prodali a tato oblast se vrátila k českému státu, kdy tato oblast patřila do 12.století .Od té doby toto panství sice i nadále dědičně v rukou Hartenberků, ale jako české královské léno, které král později uděloval i jiným leníkům.Roku 13622 prodali Hartenberkové hrad Těmovi z Koldic a od něj koupil roku 1364 král Karel IV.

Od té boby byl hrad majetkem královské komory.Roku 1401 zastavil Václav IV. Hartenberk Habartovi z Hartenberka, později Enderlinu mladšímu ze Štampachu. Roku 1407 prodal Václav IV. hrad svému spojenci Janu Maléříkovi. V roce 1426 hrad oblehl , dobyl a vyplenil husitský hejtman Jakoubek z Vřesovic, ale neponechal si jej. Po Maléříkovi držela hrad vdova a potom syn Albrecht a od něj jej vyplatil král Jiří z Poděbrad. Od něho získal Hartenberk jako zástavu Matěj Šlik a mu zůstal do roku 1471. Matěj Šlik zde vybudoval novou hradní kapli. Později drželi hrad potomci jeho bratra Mikuléše a to syn Václav Šlik, který tu seděl ještě v roce 1489. Šlikové drželi Hartenberk do roku 1547 , kdy jej Ferdinand I. zastavil pánům z Plavna. Už v roce 1561 oddělil od hartenberského panství Oloví s blízkými olověnými doly, které si ponechal jako královské horní město. Zbylé panství později zastavil městu Lokti.

V 16.století drželi hartenberské panství Perglarové z perglasu.Roku 1565 byl Hartenberk zastaven Purklovi z Altenstatu a pak jej loketská obec vyplatila a držela do roku 1593. Roku 1597 získal hartenbeské panství a Luby od královské komory v dražbě Jindřich Domináček z Písnice. Nový držitel byl od roku 1582 rožmberským hejtmanem a v letech 1587-1592 druhým sekretářem české královské kanceláře.Jindřich Domináček z Písnice a jeho potomci se snažili své hartenbeské panství rozšířit. V roce 1604 k němu přikoupili od české komory Vackov a Suchou.Roku 1620 obsadil hrad Hartenberk spolu s plzní, Bečovem, Loktem a Sokolovem stavovský vojevůdce Mansfeld a udržel se zde až do příštího roku, kdy hrad dobyli císařtí.Hertenberk válkou příliš neutrpěl.

V roce 1597 se hrad skládal z brány se zvedacím mostem, úzkého dvorku, obklopeného hradbami a baštami, podkovité hlavní věže, vnitřní brány do dvora, domu správce, starého hradního paláce s kaplí a čtverhranného hlavního dvora s hospodářskými budovami a vodní nádrží. Hned na začátku 17.století zahájili Písnicové přestavbu starého paláce na novější třípatrový obdélný zámek ve slohu saské renesance s vysokými příčně i podélně dělenými štíty s volutami.uvnitř se na mnoho místech zachovala původní hřebínková klenba, nejkrásnější je ve staré kapli.V kapli byly pozoruhodná malovaná okna s biblickými výjevy. Nad portálem této kaple, zachované zčásti snad z původní hradní kaple.V rámci této přestavby snad došlo i k některým úpravám hlavní obrané věže a jejího okolí a to byly na její střechu přistavěny tři báně a dvě věžičky.

V rámci vnitřních úprav byly patrně nově vymalovány stropy ve velkém sále ve třetím poschodí a ozdobeny dodnes zachovalými loveckými a bitevními scénami a erby starých držitelů zámku v přívěsných rámech. Poslední mužský potomek rodu Julius Jindřich z Písnice prodal v roce 1761 zámek i panství své neteři Marii Josefě, provdané hraběnce z Bredova. Její dcera Marie Anna se vdala za hraběte Leopolda Auersperka a jeho rodu náležel zámek do roku 1945.

Po roce 1945 se zámek dostal do správy Československých státních statků, které zde mělo hospodářství. V roce 1985 byl zapálen, dnes je v soukromých rukou a probíhá postupná obnova