Die erste Erwähnung Miltenbergs erfolgte im Jahr 1226, als Erzbischof Siegfried von Mainz in „Miltinberg“ urkundete. Hiermit war sicherlich die Burg gemeint, da die Siedlung erst im Anschluss an die Wehranlage entstand. Wenig später wird ein Burglehen genannt, welches von Mainz an Konrad I. von Dürn vergeben war, der sicherlich einen seiner Dienstleute auf die Mildenburg gesetzt hatte. Als eigenen Wohnsitz benötigte er die Anlage nicht. Namengebend für seine Familie war deren älterer Stammsitz in Walldürn. Konrad wurde aber auch teils nach dem neueren und prächtigeren Sitz Burg Wildenberg zubenannt. Nach neueren Forschungen befand sich der Bauplatz der Mildenburg ursprünglich auf dem Gebiet des Würzburgischen Klosters Amorbach, dessen Vogt Konrad von Dürn war, wie mutmaßlich bereits sein Vater und Großvater. Letzterer, Ruprecht von Dürn, erscheint bis um 1171/1172 noch unter dem Namen „von Frohburg“, womit das sogenannte „Räuberschlösschen“ bei Freudenberg gemeint gewesen sein könnte. Die neue Theorie besagt, dass die von Frohburg/Dürn von den hochadligen von Weinsberg abstammen, welche 1140 die dortige Burg, genannt „Weibertreu“, gegen König Konrad III. verteidigt hatten, kapitulieren mussten, jedoch vom König Gnade – hochmittelalterlich auch „milte“ genannt – erfuhren. Am besonders für den König strategisch wichtigen Main erbauten sie in dessen Auftrag eine Burg, die sie darum „Miltenburg“ nannten. Aus baustilistischer Sicht ist der Bergfried, der nahezu unverändert die Jahrhunderte überdauert hat, zur Datierung der heutigen Burg am aussagekräftigsten. Das Fehlen von Zangenlöchern, die zum Versetzen der Steine beim Bau dienten, deutet auf eine Errichtung vor 1220 hin. Randschläge und Bossen der Quader besitzen nicht mehr die typische ältere Form, die im 12. Jh. gebräuchlich war (Randschlag sehr schmal, Bossenhöhen stark variierend). Die Steinmetzzeichen zeigen nicht die Übereinstimmung zu den Burgen Wildenberg und Freudenberg, wie jene zueinander. Die Entstehung des Turmes dürfte folglich um das Jahr 1200 oder kurz danach liegen. Auch Teile der Ringmauer und die Reste eines romanischen Wohnbaues, die im großen Wohnkomplex südlich des Treppenturmes bei Renovierungsarbeiten entdeckt wurden, dürften um diese Zeit entstanden sein. Unpublizierte Funde der zwischen 1979 und 1993 durchgeführten Sanierung sollen bis ins 12. Jh. zurückreichen. Bauliche Hinweise auf eine Vorgängeranlage konnten bisher jedoch noch nicht aufgefunden werden, was eine solche allerdings keineswegs ausschließt.