Die Entstehung von Frauenstein ist untrennbar mit der Burg Frauenstein verbunden. Um 1300 verkaufte Siegfried IV. von Frauenstein die Burg samt Grundbesitz an den Erzbischof von Mainz. Dieser Verkauf sicherte dem Erzbischof eine strategische Flankensicherung für den Rheingau und führte zu langfristigen Streitigkeiten zwischen Kurmainz und den Grafen von Nassau. Die nassauischen Höfe rund um den Ort verhinderten über Jahrhunderte, dass sich Frauenstein vergrößern konnte. 

Im Laufe der Jahre erwarben mehrere Adelsfamilien Anteile an der Burg und errichteten im Ort prächtige Fachwerkhäuser. Der Schönbornsche Hof (1571) und der Falkersche Hof (1573) zählen zu den bedeutendsten und ältesten Bauwerken in Frauenstein.

Der Weinbau in Frauenstein hat eine lange Tradition, die bis ins 13. Jahrhundert zurückreicht. Besonders hervorzuheben sind die Weinlagen „Im Marschall“, die bereits damals dokumentiert wurden. Die Weinberge gehörten größtenteils zum Mainzer Erzbistum und wurden von den örtlichen Bauern in Erbpacht bewirtschaftet. Heute existieren noch zahlreiche Weinlagen wie „Im Herrenberg“ und „Uff dem Sand“, die schon 1699 erwähnt wurde. Der Weinbau war nicht nur wirtschaftlich entscheidend, sondern auch ein wichtiger Bestandteil der kulturellen Identität von Frauenstein.

Im Jahr 1544 löste sich Frauenstein von der Muttergemeinde Schierstein und wurde eine eigenständige Pfarrei. Die katholische Kirche, dem heiligen Georg und der heiligen Katharina geweiht, war ursprünglich eine Kapelle. Zwischen 1505 und 1540 wurde sie zu einem Saalbau mit Dachreiter ausgebaut. Mit der Erhebung zur Pfarrei erhielt Frauenstein das Recht, Taufen, Hochzeiten und Beerdigungen vorzunehmen.

Im 18. Jahrhundert begann die Burg, die nie großen kriegerischen Bedrohungen ausgesetzt war, langsam zu verfallen. Ende des Jahrhunderts war der Verfall bereits fortgeschritten. 1803 fiel Frauenstein an den Grafen von Nassau, der die Leibeigenschaft 1808 aufhob und den Bewohnern Freizügigkeit gewährte. Mit "Freizügigkeit" ist in diesem Zusammenhang das Recht gemeint, den Wohnsitz sowie den Arbeitsplatz ohne Einschränkungen selbst zu wählen.

Mit dem Jahr 1866 wurde Frauenstein preußisch. 1871 wurde es in den neu gegründeten Landkreis Wiesbaden eingegliedert. 1848 war der Schultheiß als Ortsvorsteher durch den Bürgermeister ersetzt worden, was zu einer stärkeren Verwaltungseinheit führte. Ab dieser Zeit entwickelte sich ein reges Vereinsleben. So wurde 1872 der erste Männergesangverein gegründet. 1884 folgte der Turnverein und 1898 der Winzerverein. 1904 entstand die Freiwillige Feuerwehr. 1926 wurde Frauenstein an die Wasser- und Gasversorgung angeschlossen – ein wichtiger Schritt in Richtung Modernisierung des Ortes.

1928 wurde Frauenstein schließlich nach Wiesbaden eingemeindet. Dieser Schritt stieß zunächst auf Widerstand aus der Bevölkerung, brachte jedoch zahlreiche Verbesserungen mit sich, vor allem in Bezug auf die Infrastruktur und die Anbindung an die Stadt. Trotz der Eingemeindung behielt Frauenstein seinen dörflichen Charakter bei und entwickelte sich weiter.

Neben der Kirche St. Georg steht die tausendjährige Linde, auch Blutlinde genannt. Der Legende nach erschlug ein Burgherr den Geliebten seiner Tochter, der mit ihr fliehen wollte. Aus Trauer pflanzte sie die Linde.