בשנת 950 לערך נבנתה על ידי הפאודל המקומי מערכת סכרים קטנים (אנ') במקום שבו נמצאים היום גני המצודה. ב-1070 לערך הסתיימה בניית המצודה עצמה במיקום השולט על הנהר, המצודה המקורית נהרסה ברעידת האדמה של 1356 (אנ').

שושלת הגרפים המקומית לבית קומבורג-רוטנבורג (Comburg-Rothenburg) נכחדה ב-1116 עם מותו של היינריך לבית רוטנבורג-קומבורג, שהוריש את אדמות המבצר למנזר של קומבורג (Kloster Comburg). הקיסר היינריך לא אישר תרומה זו ומסר את הנחלות של שושלת קומבורג-רוטנבורג לידי אחיינו קונרד לבית הוהנשטאופן, לימים קונרד השלישי, מלך גרמניה. קונרד בנה ב-1137 על הקרקע את הטירה הקיסרית, שם היה בית המשפט הקיסרי והכריז על היישוב כעל עיר, בימיו נבנו חומות העיר. בנו של קונרד, פרידריך הרביעי, דוכס שוואביה, קיבל ב-1157 את תואר האבירות "פרידריך מרוטנבורג" מידי פרידריך ברברוסה.

ב-1274 זכתה העיר למעמד עיר חופשית מידי רודולף הראשון, מלך גרמניה והשתייכה למעגל הפרנקוני (אנ'), עד ה-25 בפברואר 1803 שאז הפכה לחלק מבוואריה.

ב-1544 הגיעה הרפורמציה הפרוטסטנטית לרוטנברג. ב-1579 חתמו ראש העיר וחברי המועצה של רוטנברג על עקרון האמונה הלותרנית (Formula concordiae) (אנ') של 1577.

ב-30 באוקטובר 1631, במהלך מלחמת שלושים השנים, אחרי מצור קצר, נכבשה העיר על ידי הצבא הקתולי בפיקודו של יוהאן ט'סרקלס פון טילי. הכוחות הקתוליים נשארו לשלוט בעיר עד 1650, והעיר איבדה את חשיבותה. זו אחת הסיבות לכך שמרכז העיר נשמר כפי שהיה באותן שנים. רק ב-1884 נבנו הבתים הראשונים מחוץ לחומות העיר.

לפי האגדה הסכים גנרל טילי לא להרוס את העיר אם אחד מחברי מועצת העיר יוכל לשתות בפעם אחת מחבית שהכילה 3.25 ליטר יין. ראש העיר הסכים לכך ותוך עשר דקות גמר ללגום את כל היין מהחבית, כך ניצלה העיר מחורבן. מ-1881 נערך מדי שנה פסטיבל לציון אירוע זה הכולל תלבושות מסורתיות, מצעדים ושתיית יין ובירה. השעון בכיכר העיר מצלצל מדי שעה ואז נפתחים שני חלונות. באחד נראה גנרל טילי ובשני - ראש העיר שותה יין.

כבר בתחילת המאה ה-20 הייתה רוטנברג יעד תיירות, הן גרמנית והן מארצות אחרות ובעיקר אנגליה וצרפת.

חלק ממבני העיר נפגעו בהפצצה אווירית שנערכה ב-31 במרץ 1945 על ידי מטוסי חיל האוויר האמריקאי שהתכוונו לפגוע במאגר דלק של הצבא הנאצי. המבנים שוקמו אחרי המלחמה בין היתר בעזרת תרומות אמריקאיות.