Pôvodne bol hradom dreveným a vyvinul sa zo staršieho hradiska. Postupne v priebehu 13. storoeia bol budovaný z kameňa ako majetok rodu Poznanovcov. Obvodové múry hradu priliehali k nerovnostiam skalnatého terénu a tvorili nepravidelný pôdorys so širokým opevnením.
Koncom 13. storočia sa Bojníc zmocnil uhorský veľmož Matúš Čák Trenčiansky a hrad mu patril do roku 1321. Po Matúšovi Čákovi sa v Bojniciach v 14. a 15. storoeí vystriedali ako majitelia nasledujúce šľachtické rody - Gilethovci, Leustachovci, Noffryovci. Výsledkom vtedajších stavebných aktivít je dodnes zachovaný pôdorys v tvare pretiahnutého oválu strednej obytnej easti hradu postavenej okolo malého nádvoria so studňou. Bojnický hrad i panstvo vždy boli kráľovským majetkom. Kráľ ich prideľoval do zálohy alebo dedienčho vlastníctva oddaným veľmožom. V roku 1489 kráľ Matej Korvín daroval bojnický hrad spolu s panstvom svojmu nemanželskému synovi Jánovi Korvínovi.

Podľa povestí sám kráľ Matej rád chodieval do Bojníc a sedával pod lipou oproti vstupu do hradu, ktorú nazvali lipou kráľa Mateja. V jej tieni diktoval úradné listiny, ktoré začínajú : "Sub nostris dilectis tillis Bojniciensibus". Po smrti kráľa Mateja sa hradu zmocnili Zápoľského vojská a obývali ho až do roku 1526. Vtedy bolo vybudované mohutné hradné opevnenie, ktoré zostalo zachované v murive aj s vežami dodnes. K vstupnej bráne s padacím mostom, sa pripájali vnútorné hradné múry prerušované v pravidelných odstupoch štyrmi vežami. Zároveň bolo budované aj vonkajšie parkanové opevnenie. V roku 1527 daroval kráľ Ferdinand I. hrad Alexejovi Thurzovi. Thurzovci hrad upravili a prestavali na pohodlné renesančné sídlo. Pôvodný gotický hrad dostal takto charakter renesaneného zámku s rovnako vysokými obytnými budovami zoskupenými okolo vnútorného nádvoria. Túto podobu hradu máme zachovanú na kresbách mestečka a hradu od J. Ledentua.

Po vymretí rodu Thurzovcov hrad opäť pripadol korune a kráľ Ferdinand III. ho v roku 1644 daroval Pavlovi Pálffymu za pomoc v boji proti Turkom a odbojnej horskej šľachte. V Bojniciach znovu zavládol stavebný ruch a hrad dostal barokovú podobu. V tejto stavebnej etape so starým jadrom hradu príliš nepočítali. Obytné a reprezentaľčné priestory sa presunuli do predhradia. Stavebná aktivita na hrade utíchla koncom 17. storoeia. A jeho podoba sa v priebehu 18. a 19. storoeia podstatne nezmenila. Po dlhšom období stagnácie a úpadku získal bojnické panstvo s hradom v roku 1852 jeho posledný majiteľ - gróf Ján František Pálffy. Bol významným súkromným zberateľom a svojim zberateľským úsilím presiahol miestne pomery. Jeho vrodený a dlhodobými pobytmi v cudzine pestovaný cit pre umenie sa odzrkadlil v zámernom a systematickom zbieraní umeleckých predmetov.

Najlepšie o tom podáva vysvetlenie sám vo svojom závete: "Motívom a cieľom mojich ciest po cudzine a dlhších zahraniených pobytov za môjho dlhého života nebolo iba to, aby som urobil zadosť svojim umeleckým chúťkam, ale aby som z pokladnice cudziny, tak bohatej na výtvarnoumelecké pamiatky, získal toľko, koľko za daných okolností a pri mojich finančných možnostiach bolo len možné. Aby som priviezol do vlasti výtvarnoumelecké diela, a tým aby som prispel k zušľachteniu umeleckého vkusu doma a súčasne vzbudil záujem o umenie." Že sa mu tento cieľ, ktorý opisuje v testamente podarilo naplnť, o tom svedčí skutoenosť, že po jeho smrti, v roku 1910 odborníci odhadli jeho majetok na 90 miliónov korún. Okrem viedenského a budapeštianského paláca mal na Slovensku šesť sídiel: palác v Bratislave, kaštieľ v Kráľovej, kaštieľ v Pezinku, zámok v Bojniciach, kaštieľ v Suchej nad Parnou a kaštieľ v Trstenej na Ostrove. Východiskovým bodom pri zariaiovaní jednotlivých objektov kaštieľov i palácov bola snaha grófa Pálffyho vytvoriť jednotný slohový celok exteriéru i interiéru. Z toho pohľadu patrí prvenstvo zámku v Bojniciach, ktorý dal gróf prestavať podľa vzoru francúzskych gotických zámkov v údolí rieky Loire. Hlavným architektom prestavby bol bratislavský architekt Jozef Hubert. Realizáciou interiérových prác v duchu tirolskej gotiky poveril gróf Pálffy insbruckú firmu Gebrüder Colli. Rozsiahla neogotická prestavba sa uskutočnila v priebehu rokov 1889 - 1910 a zmenila hrad na čarokrásny zámok. Gróf Pálffy sa jej úplného dokoneenia nedožil, pretože zomrel vo Viedni 2. júna 1908.
Už vo svojom testamente gróf Pálffy vyslovil želanie, aby jeho paláce vo Viedni a Budapešti, kaštieľ v Kráľovej a zámok v Bojniciach boli sprístupnené pre verejnosť a aby umelecké diela zostali na pôvodných miestach a prehliadka bola umožnená všetkým záujemcom. Gróf však netušil, že toto jeho želanie sa naplní až o niekoľko rokov neskôr, konkrétne v roku 1950, kedy v bojnickom zámku bolo zriadené Krajské nitrianske múzeum. Dnešné múzeum je súeasťou Slovenského národného múzea. V roku 1970 bol zámok vyhlásený za Národnú kultúrnu pamiatku.