Die Geschichte des Burghügels von Thaur reicht wesentlich weiter zurück als jene der Burg selbst. Die Burg ist erstmals 1232 urkundlich im Besitz der Grafen von Tirol erwähnt und wird ab 1284 zur landesfürstlichen Burg. Die eigentliche Kernburg des 12. und 13. Jahrhunderts mit Bergfried, Palas und Wirtschaftsbauten liegt am höchsten Teil der Hügelkuppe und ist allseitig von einer 1,40 m starken Ringmauer umschlossen. Der ursprüngliche Zugang zur Kernburg ist nicht eindeutig geklärt; sowohl im Westen wie im Osten sind Tore nachweisbar.

Die Burg Thaur wird ihrer Bedeutung entsprechend zum Landgericht, Verwaltungs- und Steuersitz. Herzog Sigmund und Kaiser Maximilian nutzen sie auch zu repräsentativen Zwecken. Verwaltet wird die Burg hauptsächlich von Pflegern. Vom 14. zum 16. Jahrhundert erfolgen schrittweise Ausbauten, zunächst die Anlage der Vorburg im Osten und das Errichten des Torturmes mit einer den Graben überspannenden Zugbrücke im Westen. Anschließend wird die Kernburg mit dem vorgelagerten Torturm baulich zusammengefasst und Umfassungsmauern mit Halbrondellen errichtet. Die rondellförmige Barbakane mit starken Mauern und Schießscharten gilt als letzter großer Ausbau.

Von den Bauernaufständen verschont setzt nach einem großen Brand 1536 der Verfall der Burg ein. Letztmalig wird unter Erzherzog Ferdinand II. in den Ausbau der Burg investiert. Doch bereits um 1600 gibt es keinen Pfleger mehr auf der Burg, und notwendige Reparaturen unterbleiben. Nach dem Erdbeben von 1670 ist die Burg unbewohnbar, dient kurzzeitig als Gefängnis und wird als Steinbruch genutzt. Aus diesen Jahrhunderten sind an der Burg keine wesentlichen baulichen Veränderungen ablesbar; sie verfällt zur Ruine. Im Jahr 2003 entwickelte der Verein Chronos ein langfristiges Konzept zur Konservierung und Restaurierung der gesamten Burganlage. Die vorhandenen baulichen Strukturen wurden mit Umsicht und Sachverstand aus dem bewachsenen Burghügel herausgeschält und konserviert.