Die erste gesicherte urkundliche Erwähnung des Ortes datiert auf das Jahr 1215. Wie die Nachbarorte verdankt auch Klingenstein seine Entstehung dem Bau der Burg, welche den Engpass im Blautal absichern sollte. Eine kluge Vertragspolitik, insbesondere mit der nahe gelegenen Reichsstadt Ulm, verhinderte die Zerstörung der Anlage. Im 17. Jahrhundert waren Teile der Burg dem Verfall preisgegeben. Auf den nördlichen Fundamenten baute Reichsfreiherr Franz Maria Anton von Bernhausen das noch heute erhaltene Barockschlösschen. Angesichte der übermächtigen Präsenz der Ortsherrschaft konnte sich kein wirtschaftliches Gemeindeeigentum entfalten. Die Gemeinde hatte z. B. keine eigene Weide. Der Anteil Klingensteins an den Talwiesen des Blautals ist überhaupt auffallend gering.
Erst mit der Einführung der württembergischen Gemeindeverfassung 1811 begannen sich die Verhältnisse zu ändern. Dennoch blieb Klingenstein bis 1859, hier datiert der Erwerb der Schlossgüter, arm an gemeindlichem Besitz. So musste der überwiegende Teil der Dorfbewohner mit ganz kleinen Äckern auskommen, weshalb viele ihren Lebensunterhalt zusätzlich im Handwerk oder als Taglöhner bestreiten mussten. Neben einer Hohl-, Gips- und Zementmühle, befanden sich eine Taverne (Kalte Herberge, vermutlich ins Spätmittelalter zurückreichend), sowie eine Sägerei am Ort. Der Bau von Burg Klingenstein stand vermutlich im funktionalen Zusammenhang mit der Pfalz Ulm. Der nachweislich früheste Burgbewohner war Cunradus miles de Clingenstain um 1220. Er gehörte zu den Gefolgsleuten der Ulmer Vögte und der Grafen von Dillingen.
