V roku 1113 sa Bojnice spomínajú ako podhradie, teda už vtedy muselo existovať opevnené sídlisko pravdepodobne v blízkosti dnešného zámku. Pôvodne išlo o drevený hrad, ktorý v priebehu 13. storočia bol prebudovaný na kamenný. Podľa písomnej správy z roku 1302 bol vlastníkom Bojníc Matúš Čák Trenčiansky. Po jeho smrti v roku 1321 pripadli kráľovskej korune. Panovníci ho potom často dávali do zálohu, neskôr aj do držby vplyvným feudálom.
V prvej polovici 14. storočia bol kastelánom hradu Matúš Gilet, bán a neskorší palatín. Po jeho smrti dostali Bojnice do zálohu jeho synovia Mikuláš a Ján, ktorí medzi rokmi 1330 a 1352 vybudovali neďaleký hrad Sivý Kameň. Po vymretí Giletovcov v roku 1367 kráľ daroval Bojnice Ladislavovi Opoľskému, ale keď knieža opustil krajinu, tak ich získal krajinský palatín Leustach Jolšvai. Po jeho smrti zdedili hrad i panstvo jeho synovia: Peter, ktorý o krátky čas umrel, a Juraj, ktorý sa stal zvolenským županom. Jeho smrťou v roku 1429 vymrel rod Jolšvaiovcov a Bojnice dostali do vlastníctva Nofryovci (Onufryovci), ktorý si získali kráľa Žigmunda Luxemburského svojou pomocou počas výprav husitských vojsk na Slovensko. Boli to Taliani zaoberajci sa obchodom a peňažníctvom. Značne rozšírili a opevnili Bojnický hrad.
Po vymretí ich rodu Nofryovcov v roku 1485 sa Bojnice stali opäť kráľovským majetkom. Kráľ Matej Korvín ich údajne veľmi často navštevoval. V súvislosti s ním sa spomína stará lipa pred dnešným vchodom do zámku ako lipa kráľa Mateja. Neskoršie daroval Bojnice svojmu nemanželskému synovi, liptovskému kniežaťu Jánovi Korvínovi. Po smrti kráľa Mateja sa hradu zmocnili Zápoľského vojská a vlastnili ho až do roku 1526, keď im ich Ferdinand I. Habsburský pre nevernosť odňal a v roku 1527 ich daroval Alexejovi Thurzovi za cenné služby. Thurzovci udržiavali hrad v dobrom stave, rozširovali ho a opevňovali. Pristavali najmä veľa hospodárskych budov. Za ich čias boli Bojnice dobýjané ale nepriateľovi sa nepodarilo hrad dobyť. Avšak v roku 1604 obliehalo Bojnice povstalecké vojsko Štefana Bočkaya. Pán hradu, Stanislav Thurzo, vidiac že obrana hradu by bola zbytočná, hrad povstalcom vydal.
Po vymretí rodu Thurzovcov v roku 1636 sa hrad opäť stal kráľovským majetkom a prešiel do rúk Pálffyovcom za zásluhy v protitureckých bojoch. Hneď v prvej polovici 17. storočia začali hrad dopĺňať a prestavovať. Z roku 1662 pochádza baroková kaplnka. Zvýšené turecké nebezpečenstvo v roku 1663 donútilo mešťanov Bojníc postaviť okolo mesta opevnenie, ktoré zahrnulo aj hrad s jeho hradbami a priekopou. V roku 1683 sa povstalcom podarilo Bojnický hrad dobyť ale vládli na ňom len krátky čas, cisársky generál Heister ich vyhnal. Za povstania Františka Rákocziho II. povstalecké vojsko zase obliehalo Bojnice a po dlhšom čase ich aj dobylo (8.7.1704). Ale povstalci vládli v Bojniciach len do roku 1708. V tomto roku ich Ján Pálffy dobyl späť.
Po skončení protihabsburských povstaní skončila aj strategická úloha hradu, ktorý prestal byť pevnosťou a stratil svoj vojenský význam. Bol zanedbávaný a pustol. Vďaka vtedajšiemu vlastníkovi, Jánovi Pállfymu, sa však Bojnice nezmenili na ruinu ako väčšina slovenských hradov. Ján Pálffy, ktorý väčšinu svojho života strávil v cudzine, odkiaľ si priviezol mnoho umeleckých diel, sa rozhodol prestavať Bojnický hrad podľa vzoru francúzskych zámkov. Prestavba trvala od roku 1889 do roku 1909 a stála 3 000 000 zlatých. Vnútorná časť bola nahradená celkom novými budovami s vysokými vežami a ochodzami. V roku 1908 Ján Pálffy zomrel. Prestavba bola dokončená ale nie v pôvodnom rozsahu. Z množstva Pálffyho zbierok zostalo na Bojnickom zámku len málo. Väčšinu z nich dedičia po roku 1918 rozpredali. Za predmníchovskej ČSR sa dostal do vlastníctva Baťu. Po roku 1945 sa stal Bojnický zámok majetkom československého štátu a zriadili v ňom vlastivedné múzeum. V roku 1970 bol zámok vyhlásený za Národnú kultúrnu pamiatku.