Aufgrund verschiedener Hinweise ist anzunehmen, dass die Kapelle im 11. Jahrhundert erbaut wurde. Umfassende Renovierungen fanden in den Jahren 1708, 1842 und 1933/34 statt. Nachdem sie bis zum Beginn des 18. Jahrhunderts fast nur zu Gottesdiensten für die Burgbewohner genutzt wurde, verfügte das Marburger Kirchenkonsistorium in den Jahren 1733 und 1780 einen regelmäßigen Turnus für Winnen und Nordeck. Doch schon wenig später war die Kapelle wieder verfallen und wurde ca. 40 Jahre nicht genutzt. Auch nach der Renovierung von 1842 fanden dort keine regelmäßigen Gottesdienste statt, spätestens ab 1952 wurden aber Trauungen und Taufen vollzogen und später auch Gottesdienste an den hohen Feiertagen.

Seit 2013 stand die Kapelle mit einer kurzen Unterbrechung wegen erneuter Renovierungsbedürftigkeit wiederum nicht zur Verfügung. Nach den Instandsetzungsarbeiten durch den Eigentümer Graf von Schwerin konnte sie unter bestimmten Voraussetzungen wieder genutzt werden.

Nach Gründung des 'Freundeskreis Burgkapelle Nordeck' im Jahr 2018 zum Erhalt der Kapelle wurden vorübergehend wieder Gottesdienste (darunter auch Trauungen und Taufen) sowie kulturelle Veranstaltungen durchgeführt.

Nachdem in 2019 nochmals eine Schließung wegen der Sanierung einer Außenmauer nötig wurde, kann die Burgkapelle nun wieder genutzt werden. Es ist auch möglich, in der Kapelle standesamtlich zu heiraten.