Il est édifié au X siècle par le roi de Bourgogne Rodolphe II, et restauré par son successeur Rodolphe III. Il passe ensuite aux mains des comtes de Savoie. La Maison de Savoie en fait le siège d'une importante châtellenie dont dépend Thonon, rôle qu'il perdra en 1288 au profit de ce dernier.
La rivalité qui oppose la Savoie et le Faucigny, du XIII siècle et jusqu'à la première moitié du XIV siècle, fait que les garnisons des deux châteaux sont en conflit permanent.
En 1272, il subit des dégâts par des machines de guerre. En 1282, le châtelain y fait des réparations, et le fait armer. En 1291, 1292 et 1302, il est de nouveau endommagé par des machines de sièges installées à Allinges-Vieux. En 1305, il subit un violent bombardement. Le plus célèbre de ces conflits, remonte à 1325, lorsque le Dauphin de Vienne Guigues VIII, alors en guerre avec le comte Édouard de Savoie, vient mettre le siège devant Château-Neuf, accompagné par Hugues de Faucigny, Amédée III de Genevois et d'Hugues d'Anthon. La résistance qu'oppose la forteresse, permet au comte Edouard de se porter à son secours. Les troupes savoyardes au cri de « Savoie, Savoie », galvanisé par leur chef, « Prenons donc par les cheveux, cette occasion de gloire immortelle et n'endurons pas que la céleste Croix-Blanche à la vue de laquelle a souvent tremblé tout le pays d'Orient, soit aujourd'hui maculée de déshonneur », remporte la victoire. En 1353, de durs combats opposent de nouveaux les deux garnisons. Il faudra attendre le traité de Paris, qui voit l'incorporation du Faucigny aux États de la Maison de Savoie, pour mettre fin aux luttes qui a opposé les deux châteaux d'Allinges. Désormais, leurs garnisons, auront pour mission de défendre l'accès du Chablais.
Les châteaux furent pris par les bernois en 1536, puis occupés par les armées françaises jusqu'en 1559. En 1570, le commandement de la place est confié au baron d'Hermance qui pour renforcer les fortifications, abat les dernières maisons du bourg. Par la suite, Emmanuel-Philibert, érige Allinges en comté.
Saint François de Sales y séjourne en 1594 et 1595.
Il est de nouveaux occupé par les français en 1600 et 1690. En 1703, pendant la guerre de succession d'Espagne, menacé par les troupes de Louis XIV, Victor-Amédée II, fait démanteler la forteresse.
