Vóór 1300 is de geschiedenis van Sterkenburg nog enigszins in nevelen gehuld, de mededelingen van diverse historici, genealogen en auteurs spreken elkaar soms tegen. De eerste aantoonbare heer van Sterkenburg, tussen 1307 en 1324 vermeld, was Ernst van Sterkenburg, die wellicht één en dezelfde persoon is als de tussen 1286 en 1311 vermelde Ernst van Wulven. De meest waarschijnlijke hypothese, welke aansluit bij de geschriften van de Utrechtse genealoog Cornelis Booth (1605-1678), is dat ridder Gijsbrecht van Wulven (vermeld van 1238 tot 1250) zou zijn begonnen met de bouw van Sterkenburg, waarna diens zoon ridder Ernst van Wulven (vermeld van 1265 tot 1295) het kasteel zou hebben voltooid. De drie zonen van deze Ernst zouden “den naem van Sterckenbergh aengenomen hebben”. In 1309 werd Ernst van Sterkenburg inderdaad met twee broers vermeld, Hendrik en Gijsbrecht en bovendien hadden zowel Ernst van Wulven als diens vermoedelijke zoon Ernst van Sterkenburg de helft van de Hollandse heerlijkheid Berkel in hun bezit.
Vanaf 1841 verhuurden zij Sterkenburg aan de weduwe Johanna Maria Kneppelhout-de Gijselaar (1787-1851) en enkele jaren later zou er voor de ridderhofstad een ongekende bloeiperiode aanbreken. Haar zoon Mr Karel Jan Frederik Cornelius (Kees) Kneppelhout (1818-1885), die zich door zijn aanzienlijke vermogen geheel kon wijden aan de kunsten en letterkunde, kocht Sterkenburg in 1848 van het echtpaar Hinlópen. Kneppelhout liet het huis nog in datzelfde jaar ingrijpend verbouwen, waarmee hij het kasteel zijn huidige uiterlijk gaf. Aanvankelijk was Sterkenburg voor de familie Kneppelhout voornamelijk een buitenplaats: in de wintermaanden woonde de familie te Leiden, gedurende de zomermaanden vertoefden zij op het door hen zo gekoesterde landgoed. In 1867 liet Kees Kneppelhout aan de westzijde van het kasteel een vierkante toren bouwen (met een voor die tijd moderne badkamer en waterhuishouding) en vanaf 1870 bewoonde hij Sterkenburg met zijn gezin en personeel permanent.
Tot eind jaren 1920 zou Sterkenburg nog door de familie Kneppelhout bewoond worden. In 1959 werd Sterkenburg onverdeeld bezit van de erven Kneppelhout, waaronder Anna Rutheria Steengracht van Oostcapelle-Kneppelhout (1898-1966) en haar kinderen. Vanaf 1970 was het gehele landgoed in handen van de familie Steengracht. Vanaf 1948 had Sterkenburg, dat in een behoorlijk deplorabele staat begon te verkeren, dienstgedaan als kostschool, onderwijsinstituut (Stichting Jeugdland) en conferentieoord.
Na zijn overlijden liet de heer De Groot het kasteel na aan de door hem opgerichte Stichting "De Kiem", die het in 2004 doorverkocht aan de huidige eigenaar. Deze heeft het landgoed ondergebracht in een NSW-BV. Het beheer van het kasteel en landgoed is in handen van de hiertoe opgerichte Stichting Behoud Sterkenburg, welke ook de uitvoerige restauratiewerkzaamheden coördineert. Sterkenburg is recentelijk gerestaureerd, mede met subsidies van de Rijksdienst voor Archeologie, Cultuurlandschap en Monumenten (RACM).