Die Ruine Gilgenberg ist die Ruine einer Höhenburg auf dem Gebiet der Gemeinde Zullwil im Kanton Solothurn. Sie steht auf einem Felssporn in einem bewaldeten Talkessel südöstlich des Ortes Zullwil. Die Burg Gilgenberg wurde um 1300 von den Herren von Brislach im Rahmen der Ausweitung ihrer Rodungstätigkeit über einer älteren Anlage aus der Zeit um 1200 erbaut. Nach ihrer Stammburg Ramstein oberhalb des Dorfes Bretzwil nannten sie sich «von Ramstein».
Der Name Gilgenberg bezieht sich auf das ab 1265 nachgewiesene Wappen der Ramsteiner, das zwei gekreuzte Lilienstäbe;(Gilgen) zeigt. Die Herren von Ramstein waren Vasallen und Ministeriale des Bischoffs von Basel. In den Fehden zwischen dem Bischof und Rudolf von Habsburg stellten sich die Ramsteiner im späten 13. Jahrhundert auf die Seite der Habsburger.
Nach der Gefangennahme eines Basler Bürgers durch die Ramsteiner wurde die um 1150 erbaute Stammburg Ramstein 1303 durch Basel zerstört. Gilgenberg wurde nicht als ihr Ersatz erbaut, sondern als Verwaltungszentrum des durch Rodung und Zukäufe erweiterten Landbesitzes der Ramsteiner in diesem Gebiet.
Die erste urkundliche Erwähnung der Burg stammt aus dem Jahr 1312: Thüring von Ramstein bezeichnet sich als "Herre ze Gilienberg". Beim Basler Erdbeben von 1356 wurde auch Gilgenberg in Mitleidenschaft gezogen, wie schwer, ist aber nicht dokumentiert.
Bis 1459 gehörte Gilgenberg als bischöfliches Lehen den Ramsteinern. Die Anlage bestand hauptsächlich aus einem mächtigen Wohnturm mit mehreren Nebengebäuden. Der Tod von Rudolf von Ramstein löste 1459 einen längeren Erbstreit aus. Rudolfs legitime Gattin Ursula meldete Ansprüche an, ebenso Thomas von Falkenstein. Das Hofgericht in Rottweil wies jedoch alle Ansprüche ab und so blieb Gilgenberg im Besitz von Rudolfs unehelichem Sohn Hans Bernhard von Gilgenberg. Er stellte sie unter den Schutz der Stadt Solothurn, zog in fremde Dienst und liess seine Frau Suslin mit ihren beiden Söhnen auf der Burg zurück. Hans Bernhard von Gilgenberg fiel 1474 im Dienste Karls des Kühnen bei der Belagerung von Neuss am Rhein, sein Lehen ging an seinen Sohn Hans Imer von Gilgenberg. Junker und Ritter Hans Imer widmete sich zuerst dem Kriegshandwerk und wurde österreichischer und königlicher Vogt in Ensisheim. Später war er Ratsmitglied in Basel und war dort 1496–99 Bürgermeister.
Sowohl im Burgunder- als auch im Schwabenkrieg war Gilgenberg mit Solothurnischen Truppen belegt. Versuche Solothurns, Burg und Herrschaft Gilgenberg zu kaufen, misslangen vorerst, weil sich die Basler dagegen wehrten, die als Inhaber der Landgrafschaft im Sisgau ihre Gerichtsbarkeit geltend machten. In der Folge kam es zwischen den bedien Städten zum unblutigen Galgenkrieg, den 1531 ein eidgenössisches Schiedsgericht zu Gunsten Solothurns entschied.
1527 verkaufte Hans Imer Gilgenberg mit den Dörfern Nunningen, Meltingen und Zullwil mit hohen und niederen Gerichten an die Stadt Solothurn. 1580 verzichtete der Bischof von Basel offiziell auf seine Rechte. Solothurn richtete auf Gilgenberg eine Vogtei ein, die ihrer wenigen Einkünfte wegen auch «Geissenvogtei» genannt wurde.
In den Wirren der Helvetischen Revolution von 1798 wurde die Burg Gilgenberg zerstört: Aufgebrachte Landbewohner steckten die Burg in Brand und nutzten die Ruine als Steinbruch. 1930 wurde das Mauerwerk erstmals konserviert. 1941 ging die Ruine in den Besitz der «Stiftung Schloss Gilgenberg» über.