Předchůdcem dnešního zámku byl nejprve malý hrad vybudovaný na ochranu cesty. První zmínka o clu je z roku 1253 a zprávy z let 1287-1288 svědčí o královském držení Orlíka. Koncem 13.století byl původní hrad přestavěn a zvětšen. Po roce 1340 došlo k rozšíření hradu přístavbou křídla na východní straně.

Z  roku 1357 je zachována první historická listina týkající se dnešního zámku Orlíka. Toho to roku udělil král Karel IV. hrad v manství svému kancléři Dětřichovi z Portic Ten dlouho hrad nedržel a se svolením předal hrad  v roce 1360 synovci Dětřichu mladšímu z Portic. V roce 1369 udělil král Karel IV. hrad  v manství Hyncíku Pluhovi z Rabštejna, jehož otec byl finančníkem krále Jana Lucemburského.

Roku 1395 vyměnil Orlík s jiným královským milcem,Zikmundem Hulerem. Po popravě Hulera v roce 1405, kterého falešně obvinili před králem jeho nepřátelé byl Orlík ponechán Hulerovu bratru Ondřeji, který prodal v roce 1407 hrad Petru Zmrzlíkovi. Rod Zmrzlíků se na Orlíku udržel až do roku 1514, kdy byl se svolením krále prodán do držení Kryštofu ze Švamberka, držiteli sousedního Zvíkova.Kryštov ze Švamberka započal rozsáhlé úpravy na hradě, nové patrové křídlo, tím získal hrad nový vzhled.

Stoupající význam Orlíku jako hospodářského střediska a snaha vybudovat honosné sídlo přiměly  v roce 1575 Kryštofa II./zemřel  roku 1582/, aby zvýšil celý objekt o další patro. Jím vymřela  větev  zvíkovských Švamberků a jejich majetek  připadl  příbuzným z borské větve. V  roce 1584 při dělení majetku získal Orlík Jan Jiří ze Švamberka, který pokračoval ve stavebních procesech. Po smrti posledního Rožmberka Petra Voka v roce 1611, zdědil majetek Jan Jiří ze Švamberka a stal se tak z jedním z nejbohatších feudálů.

V roce 1614 přesídlil z Orlíka do Třeboně. Na počátku českého stavovského povstání z let 1618-1620 byla na Orlík vložena svavovská posádka. Syn zemřelého Jana Jiřího ze Švamberka, Petr volil roku 1619 jako luterán. Jako nejvyšší dvorský sudí a jeden z direktorů hrál v odboji vůdčí roli, jen krátkou v roce 1620 zemřel. Král Ferdinand II. ještě za jeho života vyhlásil konfiskaci jeho majetku. Orlické a zvíkovské panství získal koncem roku 1622 Adam ze Šternberka na Bechyni, než však císař potvrdil smlouvu, Šernberk v dubnu 1623 zemřel. Obě panství  téhož roku koupil  kníže Jan Oldřich z Eggenberku, jemuž byl panovník zavázán za peněžitou pomoc při potlačování povstání.

Janem Kristiánem Eggeberkem v roce 1717 rod vymřel a jeho žena  Marie Arnoštka, rozená Schwarzenberková, odkázala všechen majetek svému synovci  knížeti Adamovi Schwarzenberkovi, který jej převzal v roce 1719.Orlík zůstává i za Schwarzenberků správním střediskem. Další úpravy navrhl v letech 1725 a 1731 knížecí stavitel A.E.Martinelli, ale stavělo se podle plánů políra Fortiniho. V letech 1751-1753 bylo přestavěno jihozápadní křídlo, které hrozilo sesutím a přitom byly obnoveny arkády v přízemí na všech třech stranách. Začátek 19.století přinesl Orlíku určitou změnu.

Roku 1802  se schwarzenberský rod rozdělil na dvě větve a Orlík se stal sídlem mladší větve. Jejím zakladatelem byl Karel Filip, mladší bratr krumlovského vévody Josefa.Karel Filip Schwarzenberk/1771-1820/ se rozhodl pro vojenskou dráhu a postupoval od hodností poručíka až k hodnosti polního maršála/1812/. Byl úspěšný nejen na válečných taženích a bitvách, ale osvědčil se také v diplomatické službě. Orlík se stal po 200 letech opět panským sídlem. Jeho přestavbu přerušil požár v roce 1802 .Zámek byl při obnově zvýšen o třetí patro a vybudováno reprezentativní schodiště.

Přikročilo se k zařizování pokojů pod dohledem manželky Karla Filipa, Marie Anny, která převážnou část roku trávila na Orlíku. Okolí zámku bylo přeměňováno v anglický park. V letech 1819-1822 byl v druhém patře severozápadního křídla ze dvou dosavadních pokojů upraven sál v empírovém slohu  a vedle něho biliárový modrý pokoj. Po revolučním roce 1848 dostal orlický zámek novou podobu i po stránce vnější V rámci regotizace, prováděné v letech 1849-1860 podle plánů profesora architektury na pražské Akademii Bernarda Gruebera, bylo zejména slohově sjednoceno průčelí s třemi válcovými věžemi, rytířský sál dostal arkýř a byl vystavěn štít na straně k Vltavě.

Severozápadně od zámku byla v parku v letech 1861-1864 postavena rodinná hrobka této větve. Při posledních úpravách z let 1937-1939 byly odkryty zbytky renesančních oken a do brány vsazen žulový portál. Po vybudování orlické vodní nádrže v letech 1952-1960 byl zabezpečen betonovými injekcemi a žulovým ochranným pláštěm. U zámku je skleník se sbírkou fuchsií a velký přírodně krajinářský park s domácími i cizokrajnými dřevinami a volně se pohybujícími pávy. Zámek byl v roce 1994 vrácen rodu Schwarzenberků