Desde el siglo XII, el emplazamiento era la residencia de los señores de Heverlee y fue adquirido por los van Croy en 1446. Esta familia francesa renovó el castillo y además fundó un monasterio en los alrededores, el cual es, hoy en día, una biblioteca del campus universitario. La arquitectura emula en gran parte al estilo flamenco tradicional con sus muros de ladrillo y los bordes de las ventanas de arenisca. Sin embargo, también se aprecian elementos góticos, renacentistas y neogóticos, a raíz de las reestructuraciones a partir del siglo XVI. Carlos III de Croy fue el cuarto y último duque y después de su muerte en 1612, la propiedad pasó a manos de la familia Arenberg.
Después de la Primera Guerra Mundial el castillo fue confiscado por el gobierno belga debido a la relación de la familia con los Habsburgo, y por tanto con los alemanes o austriacos. La KU Leuven recibió la propiedad como una donación en 1921. Actualmente, en el Arenbergkasteel se encuentra la facultad de Ingeniería de KU Lovaina y es el punto central del campus de Ciencias y Tecnología.
