1280 wurde diese Burg auf hohem Schieferfelsen vom Trierer Erzbischof Heinrich II von Finstingen (1260-1286) zur Sicherung der Trierer Interessen gegenüber Kurköln gebaut. 1291 erhielt Mayen von König Rudolf I. von Habsburg die Stadtrechte.

Französische Truppen nahmen Mayen während des Pfälzischen Erbfolgekriegs am 6. Mai 1689 ein. General Henri d'Escoubleau de Sourdis ließ das „churfürstlich Schloß“ von seinen Mannen niederbrennen.

Unter dem Trierer Kurfürst Hugo von Orsbeck (reg. 1676-1711) wurde die Burg zwischen 1702 und 1710 nach Plänen des kurtrierischen Hofbaumeisters Johann Honorius Ravensteyn wiederhergestellt und erweitert. Die die Wehrgänge wurden neu überdacht und die Ecktürme mit geschweiften Hauben versehen. Außerdem mussten die gotischen Spitzbogenfenster barocken Doppelfenstern weichen. Ab 1707 ließ der Kurfürst dann die Unterburg aus Basaltlava bauen. Neben einem Marstall und Ställen wurde ein Torbau am sogenannten kleinen Burghof errichtet. Von seinem Engagement als Bauherr zeugt noch heute sein Wappen auf dem barocken Portal des stadtseitigen Burgeingangs.

Unter französischer Herrschaft wurde die Genovevaburg zu Nationaleigentum erklärt und am 8. August 1803 versteigert. Philipp Hartung wurde Besitzer der Burg, dessen Vater bereits seit 1793 Pächter der Burganlage war. Er verkaufte sie Stück für Stück auf Abriss und ließ dafür das Amtshaus und den Ostturm abtragen. 1815 wurde auch das Gebäude der Oberburg abgerissen. Ab 1821 wurde ein Raum in der Burg an die neuentstandene evangelische Gemeinde als Betsaal verpachtet, so dass die Genovevaburg zum ersten Ort des evangelischen Gottesdienstes in Mayen und Umgebung wurde.

1830 erwarb die Gemeinde sogar die ganze Burg für 600 Taler. Da allerdings die Koblenzer Regierung die Einwilligung zum Kaufakt nicht rechtzeitig gab, wurde sie stattdessen an Friedensrichter Cadenbach verkauft. Die Gemeinde verzichtete auf Anraten der Regierung darauf, ihr Recht vor Gericht durchzusetzen, um das Verhältnis der Konfessionen nicht zu verschlechtern. Cadenbach baute die Ruine wieder auf, was dazu führte, dass das Gericht zeitweise in den Burggebäuden beheimatet war.

Nach Cadenbach zog eine Brauerei samt Gasthaus in die Burggemäuer. Die Firma ließ die Anlage nach ihren Bedürfnissen umgestalten und nutzte den Bergfried als Getreidesilo. 1880 kaufte eine Aktionärsgemeinschaft der Mayener Volksbank die Anlage und verkaufte einen Großteil der Oberburg 13 Jahre später an den Kaufmann Philippp Kohlhaas. Dieser ließ sie sich im Stil der Neorenaissance als Wohnsitz umbauen.

Am 7. November 1902 wurden große Teile der Genenovevaburg durch ein Feuer zerstört. 1910 kaufte der Diplom-Ingenieur Arend Scholten 1910 die Anlage und ließ sie ab 1918 nach historischem Vorbild restaurieren und wieder aufbauen. Im Zuge dieser Arbeiten wurden auch viele der baulichen Neorenaissance-Elemente wieder entfernt. Scholten war es auch, der die Burg wieder der Öffentlichkeit zugänglich machte, indem er 1921 die Einrichtung des Eifelmuseums (früher: Eifeler Landschaftsmuseum) im wiedererrichteten Marstall ermöglichte.

1938 erwarb die Stadt Mayen die Burg. Nur ein Jahr später wurden die darin befindlichen, leer stehenden Räume per Beschlagnahmung für militärische und Verwaltungszwecke akquiriert. Während des Zweiten Weltkriegs wurden zahlreiche Anbauten der Burganlage zerstört. Trotzdem fanden nach 1945 die Mayener Stadtverwaltung und eine Landwirtschaftsschule dort eine vorübergehende Bleibe. Bis 1984 wurden die Kriegsschäden beseitigt. Die Bezeichnung "Genovevaburg" wurde erst im 19. Jh. gebräuchlich und beruht auf einer Sage, nach der die Burg Sitz des Pfalzgrafen Siegfried und seiner Gattin Genoveva gewesen sein soll.

Heute ist der Innenhof der Genovevaburg alljährlich von Juni bis August Kulisse der Burgfestspiele Mayen, einer weit über die Stadtgrenzen hinaus bekannte Reihe von Theaterveranstaltungen. Adventsmarkt: 29.11. bis 01.12. 2013 Öffnungszeiten: Freitag von 17 bis ca. 20 Uhr, Samstag und Sonntag jeweils von 11 bis 18 Uhr