Utworzona w 1260 roku przez biskupa warmińskiego Anzelma kapituła warmińska otrzymała trzecią część dóbr biskupich, jednak proces ich przekazywania trwał długo. Początkowo kapituła otrzymała od biskupa Henryka Fleminga komornictwo fromborskie i pieniężnieńskie. Natomiast komornictwo olsztyńskie kapituła otrzymała dopiero w 1346 roku od biskupa Hermana z Pragi.
Około 1348 roku kapituła warmińska rozpoczęła wznoszenie murowanego zamku, zlokalizowanego na prawym brzegu Łyny. Równocześnie z zamkiem powstała osada, której w 1353 roku nadano przywilej lokacyjny na prawie chełmińskim.
Po bitwie pod Grunwaldem w 1410 roku olsztyński zamek został zajęty przez wojska polsko-litewskie, a król przekazał pieczę nad nim księciu mazowieckiemu Januszowi I. Jednak polska załoga pozostała na zamku zaledwie dwa miesiące, gdyż już we wrześniu warownia powróciła we władanie kapituły warmińskiej.
Podczas wojny „głodowej”, w sierpniu 1414 roku, wzmocniony przez oddziały krzyżackie olsztyński zamek poddał się przeważającym oddziałom polskim. Władysław Jagiełło obsadził go załogą dowodzoną przez rycerza Dzierżka z Włostowic. Jednak już we wrześniu wojska krzyżackie dowodzone przez komtura pokarmińskiego Helfricha von Drahe odbiły warownię.
W lutym 1454 roku, po wybuchu powstania antykrzyżackiego, mieszczanie i okoliczne rycerstwo (po zniszczeniu mostu zamkowego i zabraniu kluczy) opanowali warownię. Jednak po klęsce chojnickiej we wrześniu 1454 roku, w wyniku negocjacji, zamek wraz z miastem został zajęty przez Krzyżaków.
Po zawarciu II pokoju toruńskiego w 1466 roku Olsztyn wraz z całą Warmią znalazł się w granicach Polski. Podczas zmagań ostatniej wojny polsko-krzyżackiej (1519-1521), olsztyńska warownia była doskonale przygotowana przed nadciągającym zagrożeniem przez Mikołaja Kopernika, pełniącego wówczas funkcję administratora kapituły warmińskiej. Prawdopodobnie z tego względu wojska krzyżackie nie podjęły oblężenia Olsztyna.
W latach 1756-1758 na miejscu wschodnich murów oraz wieży bramnej (od strony miasta) kapituła wzniosła trzecie, barokowe skrzydło mieszkalne. Trzykondygnacyjny budynek posiadał przejazd bramny od strony miasta przez usypaną groblę na dawnej fosie.
Po I rozbiorze Polski w 1772 roku władze pruskie przejęły dobra kościelne. W olsztyńskim zamku mieściła się Gmina Urzędu Kontroli Majątków Państwowych. W 1779 roku reprezentacyjne pomieszczenia skrzydła północno-wschodnim otrzymała gmina ewangelicka, która urządziła w nich szkołę, kaplicę i mieszkanie pastora.
W latach 1865-1866 na zamku przeprowadzono pierwsze prace restauratorskie, m.in. przebudowano arkady krużganka oraz wyremontowano skrzydło południowo-zachodnie. W latach 1909-1911 przeprowadzono remont i adaptację barokowego skrzydła na potrzeby siedziby prezydenta utworzonej wówczas rejencji olsztyńskiej. Dobudowano także do niego niższy budynek, łączący go ze skrzydłem północno-wschodnim.
Po przeprowadzonym w latach 1926-1928 remoncie, utworzono w skrzydle południowo-zachodnim muzeum regionalne. W tym też czasie wymieniono szachulcowe hurdycje na drewniane oraz zwieńczono główną wieżę stożkowym hełmem.
Pod koniec marca 1945 roku w zamku utworzono Muzeum Mazurskie, przekształcone w połowie lat 70. XX wieku w Muzeum Warmii i Mazur. Olsztyńska warownia jest jedną z atrakcji na kulturowym Szlaku zamków gotyckich.
Il. tyt.: pocztówka ze zbiorów Biblioteki Narodowej
