Die Herren von Kirchberg waren wahrscheinlich Dienstmannen der Grafen von Flügelau; sie sind bis 1464 bezeugt. Die Anlagen wurden bis 1400 ausgebaut. Als Kirchberg 1398 in den Besitz der Reichsstädte Rothenburg, Dinkelsbühlund Hall kam und selbst zur Stadt ausgebaut wurde, wurde die Burganlage in die Stadtbefestigung mit einbezogen.
Ludwig Kasimir von Hohenlohe kaufte die Burg 1562 zurück. Unter Kasimir und seinen Söhnen fanden umfangreiche Änderungen statt: In den Jahren 1590 bis 1597 wurde die mittelalterliche Burg zumRenaissanceschloss umgestaltet. Aus dieser Zeit stammen der Saalbau, der an der Stelle der ersten Burg errichtet wurde, zwei Querbauten und Verbindungsgänge, also insgesamt eine vierflügelige Anlage, die zur Stadt hin mit Bastionen versehen war. Vom mittelalterlichen Bestand blieben nur der Halsgraben, einige Fundamentmauern und ein wohl um 1500 gebauter Turm mit Schlüsselscharten auf der Nordostseite, der vielleicht einen älteren Turm ersetzt hatte. 1650 gelangte Graf Joachim Albrecht von Hohenlohe in den Besitz Kirchbergs und machte das Schloss zu seiner Residenz. 1675 kam Kirchberg wieder in den Besitz Langenburgs, von 1699 bis 1861 war es Sitz der Linie Hohenlohe-Kirchberg.
Leopoldo Retti plante unter Carl August von Hohenlohe den Umbau zum Residenzschloss, der 1738 bis 1745 stattfand. Zu dem alten Gebäudebestand kamen der Witwenbau, der 1800 zum Rathaus wurde, das Marstallgebäude, ein Brunnen- und ein Wachhäuschen sowie der Schlossgraben samt Brücke, Wappenstein,Neidkopf und Postenhäuschen hinzu.
Um den hinteren Hof gruppierten sich Wirtschaftsgebäude. Im achteckigen Aufsatz des Wehrturms am Saalbau befand sich einst das Kunst- und Raritätenkabinett. Der vordere Quersaal enthielt einen Rokokosaal, der hintere den sogenannten Rittersaal. Die Originale der Deckengemälde von Joachim Georg Creutzfelder aus Pfedelbachbefinden sich, ebenso wie die Innenausstattung des Schlosses, heute im Schloss Neuenstein. Das Schloss Kirchberg wurde bis 1861 von Angehörigen des Hauses Hohenlohe-Kirchberg bewohnt, ging dann in Öhringer Besitz über und wurde bis 1945 als Museum genutzt. Ein Teil diente auch als Forsthaus. Bis 1964 wurden die vorderen Teile der Anlage als Schule genutzt, und sie beherbergt seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs außerdem ein Alten- und Pflegeheim, das aus einer Einrichtung der Inneren Mission für alte Flüchtlinge hervorgegangen ist.
Das Schloss befindet sich seit 1952 im Besitz der Evangelischen Heimstiftung und kann nur nach Voranmeldung besichtigt werden; der Schlosspark ist frei zugänglich.