Die Spornburg an der Nordwestflanke des Sonnenecks geht wahrscheinlich auf einen Vorgängerbau zurück. Erstmals urkundlich erwähnt wird eine Anlage im Jahr 1041. Um 1150 erhalten die Herren von Rettenberg die Trauchburg zum Lehen, wonach sich dieser Zweig der Rettenberger fortan als "von Trauchburg" nennt. Berthold von Trauchburg lässt die Burg neu errichten. Er wurde 1224 unter Kaiser Friedrich II. als Prokurator von Schwaben eingesetzt. 1258 erlangten die Truchsessen von Waldburg die Herrschaft über die Trauchburg, da der Zweig der Rettenberger 1306 aufgrund der Schuldenlast die Geschäfte nicht mehr weiterführen konnten. Unter den Herren von Waldburg erfolgte ein umfangreicher Aus- und Umbau der Burganlage.

Die Burg Alt-Trauchburg ist eine der wenigen Burgen, die nicht ausschließlich von Vögten bewohnt und bewirtschaftet wurde. Hier lebten und residierten die Waldburger selbst und wirtschafteten über Jahrzehnte und Jahrhunderte mal besser und mal schlechter, einige Burgherren werden in den Quellen gar als "üble Haushalter" bezeichnet, befanden sich also oft in finanziellen Schwierigkeiten.

Schwierigkeiten ergaben sich dann auch während des Bauernkrieges, als die Trauchburg 1525 geplündert und stark beschädigt wurde. 1546 besetzten die Truppen des Schmalkaldischen Bundes die Burg. In der Folgezeit berichtet die Chronik von zahlreichen aufwändigen Umbauten, welche die Trauchburg letztlich zum repräsentativen Herrschaftsmittelpunkt machten. Trotzdem siedelten die Waldburger 1690, nachdem sie den Reichsgrafentitel erworben hatten, in ihr Schloss nach Kißlegg um. Schon 1729 begann man das Schloss abzutragen um das Baumaterial für den für den neuen Schlossbau in Kißlegg und später den Neubau des Schlosses Neu-Trauchburg bei Isny zu nutzen. Noch heute befindet sich die Burgruine und das umgebende Areal im Besitz der Familie Waldburg-Zeil.

Zahlreiche archäologische Funde aus dem Umfeld der Burg bezeugen einen vornehmen, aufwendigen Haushalt. Unter anderem fanden sich herrliche Ofenkacheln, venezianisches Glas, unterschiedliche Keramiken, sehr viel Butzenglas und reich ornamentierte Tür- und Truhenbeschläge.