Hrad byl založen kolem poloviny 13. století. Tvořil jej nejprve nevelký palác, chráněný z přístupové strany hradbami a trojicí obranných věží. Požár, který Orlík zničil roku 1508, a následné vymanění hradu z manských závazků podnítilo rozsáhlou pozdně gotickou přestavbu. Asi před rokem 1588 vlašský mistr Augustin Orlík renesančně upravil.

Zásadní posílení významu Orlíku přinesl počátek 19. století, kdy si jej zvolil kníže Karel Schwarzenberg za sídlo. (Jeho stejnojmenný potomek je majitelem zámku i v současnosti).

Po požáru roku 1802, který narušil a pozdržel práce při probíhající zásadní přestavbě, projektované K. J. Langem, došlo ke zvýšení celého zámku o další patro. Je zajímavé, že již tato rekonstrukce dala zámku romantickou gotizující úpravu, kterou ovšem dále zdůraznila renovace fasád v letech 1860-1862.

Schwarzenbergy bohatě vybavené zámecké interiéry jsou vynikající ukázkou životního stylu šlechty v 19. století. Výzdobou vyniká tzv. Teskův sál , jehož vyřezávaný kazetový strop a obložení stěn zhotovil v letech 1882 -1884 Jan Teska. V podobném romantickém duchu je vyzdoben a zařízen honosný Rytířský sál. Na zámku je také zastoupen empírový styl a to především nábytkem, který si přivezl již zmíněný Karel Schwarzenberg z Paříže.

Hrad založil císař Karel a udělil jej Jetřichovi biskupu Mindenskému a také jeho synovci byla přisouzena jedna výhrada Dětřichovi z Portic. První získal právo doživotního užívání hradu a druhý měl v případě nebezpečí povolit osazení hradu posádkou.

1369 vyměnil Hynčík Pluh hrad s nejvyšším královským komořím. Byl jím Zikmund Huler. Byl zároveň konšelem města Pražského a těšil se císařově důvěře. Tu ale zneužíval, obohacoval se. Po 17 letech byl sťat. Po jeho smrti císař zkonfiskoval pouze část jeho majetku a Orlík připadl jeho bratru Ondřejovi.

Ten jej prodal Petrovi Zmrzlíkovi ze Svojšína. Zmrzlíkové ze Svojšína, kteří vešli ve známost svým kladným postojem k husitskému hnutí získali i Zvíkov.

Hrad Orlík byl v době prodeje skromně vybavený, ale nyní se dočkal rozmachu, jak stavebních prací, tak i celkových oprav. Petr Zmrzlík byl velice zdatný hospodář a požíval veliké vážnosti. Byl královským mincmistrem. Díky své víře přišel o své úřady. Hostem na hradě byl i Jan Žižka.

Jeho synové přešli k Táboritům. Patřili k největším odpůrcům Oldřicha z Rožmberka. Podnikli společně s Tábority jízdy do Uher, Míšně a Slezska.

1501 prodal Václav Zmrzlík hrad společně i s 22 okolními vesnicemi Kryštofovi ze Švamberka. Z této doby pochází velká část staveb a oprav místností a pilířů.

Po jeho smrti vládla hradu jeho manželka a velice zle. Neplatila čeleď a hrad velmi zchátral.

Bohuslav ze Švamberka také v poslední vůli odkázal hrad své manželce. Provdala se za Václava Berku z Dubé.

Po její smrti syn Jindřich ze Švamberka vzhledem k tomu, že zemřel bezdětný a byl poručníkem Kryštofa ze Švamberka, tak hrad odkázal jemu. Kryštof ze Švamberka nechal postavit kapli se síťovou klenbou a zmodernizovat interiéry.

Poté hrad nabyli Jiří a Vilém ze Švamberka. Hrad získal na veliké prestiži, přestal být považován za pouhé panské sídlo. Došlo k renesančním přestavbám a nákladným úpravám vnitřních interiérů. Vzhledem k nedostatku a úrovni palácových prostor, došlo ke stržení severozápadní strany hradu a na tomto místě byly postaveny nové, reprezentativní prostory paláce. V čele, na štítové zdi byla postavena štíhlá věžička.

Švamberkové, vlastnící Orlík v 16. století byli podobného (protestantského) vyznání a proto jim byly všechny majetky, včetně zámku, zkonfiskovány během pobělohorského období.

Roku 1621 císařští velitelé Marradas a Huerta přitáhli s počtem 4000 mužů před hrad. Po mírném obléhání se hradní posádka vzdala. V nepřítomnosti Marradase došlo k rychlému a nečekanému přepadení ze strany obránců Zvíkova. Odvezli 4 vozy naložené proviantem. Bylo to pokládáno jako zrada, ale nedošlo k žádnému potrestání. Panství Orlické sloužilo jako zásobárna pro vojsko a také podle toho vypadalo. Vše bylo zpustlé.

Dalšími vlastníky zámku byli v 2. polovině Eggenberkové, kteří byli navíc dědicové jihočeského rožmberského dominia, do kterého spadaly i zámky Hluboká či Český Krumlov.

1623 koupil hrad Jan Oldřich z Eggenberku. 1639 opět na hradě vojenská posádka. 1683 díky strachu z Turků , byl hrad velice opevněn.

Eggenberky však na začátku 18. století potkal podobně nešťastný osud jako rožmberský rod - poslední z rodu (Jan Kristian) se nedočkal mužského potomka. Rozsáhlé dědictví tak bylo odkázáno příbuzným jeho ženy Ernestiny, Schwarzenberkům.

Orlík i v této době stál poněkud mimo hlavní zájem rodu, neboť Adam František ze Schwarzenberka si za své sídlo zvolil Český Krumlov. O necelé století později však pozornost padla na tento malebný zámek. Stavební činnosti probíhaly pod vedením stavitele Františka Jakuba Fortina.

V roce 1802 došlo k rozdělení schwarzenberského majetku na dvě autonomní větve, které podpisem smlouvy založili bratři Josef a Karel Filip. Josefova primogenitura ovládala hlubocko-krumlovské panství.

Zatímco Karel Filip, zakladatel sekundogenitury, se stal se svou rodinou prvním trvalým obyvatelem zámku. Byl polním maršálkem a vítězem nad Napoleonem. Byl také velikým milovníkem starožitností. Založil na hradě zámeckou knihovnu, sbírku starých zbraní.

Jeho zájmy a aktivity jej častěji odváděly na diplomatické a vojenské cesty, ale pod péčí Karlovy manželky Marie Anny z Hohenfeldu se okolí Orlíka proměnilo v zámecký park anglického stylu, v němž byly zasazeny cizokrajné dřeviny, altánky a mosty. Celkem bylo vysazeno 460 000 stromů. Park je projektován tak, aby vycházkové cesty vedly přetvořenou krajinou s různými zákoutími a pohledy na okolní scenerie.

1850 došlo k oddělení okrasné zahrady od vlastního parku. Byla založena množírna květin, skleník. V tomto období na Orlíku převažovala čilá stavební činnost. Park byl dokončen roku 1904 a i nadále byl velmi pečlivě udržován.

Zámek však krátce po rekonstrukci krovů začátkem devatenáctého století vyhořel, takže musel být znovu nákladně opraven. Tehdy se rozhodlo o výstavbě třetího patra, kde měly být dětské pokoje a pokoje pro hosty.

Novogoticky byl zámek upraven v druhé polovině 19. století podle návrhu pražského architekta Grubera. V tomto období byla v zámeckém parku asi 1500 m severozápadně od zámku vystavěna rodinná hrobka. Současně byla postavena hájovna pro strážce hrobky a zároveň pro promenádního hajného.

V roce 1948 byla orlická sekundogenitura nucena opustit zámek na základě 2. pozemkové reformy. Orličtí Schwarzenberkové odešli do nuceného exilu do Rakouska. Vrátili se až po roce 1989, kdy Karel Schwarzenberg zastával funkci vedoucího kanceláře prezidenta Československé republiky Václava Havla. Po restituci majetku roku 1992 se své funkce vzdal a převzal správu nad rodovým panstvím.

V současnosti však zámek není obydlen. Fungují zde prohlídkové trasy zahrnující místnosti muzeí, reprezentační místnosti empírové a lovecké v romantických neoslozích. V reprezentačních empírových místnostech lze vidět slohově nejčistší podobu empírového slohu v Čechách.