Het kasteel ligt in de Over Betuwe, op de plek waar de Rijn en Waal splitsen en het riviertje de Linge ontspringt. De 9 woon- en verblijfruimtes tellende hoofdburcht met hoge kantelen en uitkragende arkeltorentjes op de hoeken, heeft een vierkante plattegrond, is omgracht en verbonden met de het terrein van de voorburcht middels een houten brug. De voorburcht, de grootste van Nederland, geheel omgracht en voorzien van stevige muren, is toegankelijk via een poortgebouw geflankeerd door twee ronde torens en te bereiken wederom via een houten brug. Rondom het voorplein bevinden zich een boerderij met potstal, sinds midden 19e eeuw in het bezit van de familie Derksen, een kapel, een koffiekamer, een woontoren, het woonhuis van de kasteelheer en de Langeracktoren met wapenkamer.
Op de plaats van het huidige kasteel moet zich al rond de 9e eeuw een versterkt huis bevonden hebben, want in een akte uit 891 is er al sprake van “Dorenbruc” als bezit van de abdij Lorsch. Hieruit is in de 13e eeuw het kasteel ontstaan. De oudst bekende heer van Doornenburg was ridder Willem van Doornick die rond 1295 met de bouw van de huidige donjon begon. In de loop der tijd groeide de burcht uit en kreeg het pas in de 14e eeuw zijn huidige vorm. De Doornenburg heeft zeven opeenvolgende geslachten van bewoners gehad: Van Doornick, Van Beylandt, Van Homoet, Van Voorst, Van Amstel, Van Heemskerk en van Bemmel. De familiewapens van de eerste drie geslachten zijn aangebracht boven de ingang van de donjon. In 18847 verwierf de familie Van der Heijden het kasteel, maar woonden er nooit. Het raakte in verval.
De Twentse textielmagnaat baron Dr. J.H. van Beek richtte in 1936 de “Stichting tot behoud van de Doornenburg” op en begon in 1937 met de restauratie die in 1942 gereed kwam. Helaas diende het gerestaureerde kasteel tijdens de tweede wereldoorlog als Duits hoofdkwartier tijdens de slag om Arnhem. Het kasteel werd tot tweemaal toe gebombardeerd door de Engelse luchtmacht. De overeind gebleven restanten werden door de Duitsers opgeblazen. Van Heek kon toen opnieuw beginnen. In 1966 was de gehele herbouw gereed en stond het kasteel er weer in zijn volle glorie, als een van de bestbewaarde Nederlandse middeleeuwse kastelen bij. Toen werden er ook opnames gemaakt voor de televisieserie Floris, met Rutger Hauer in de hoofdrol.