Der Vulkankegel entstand vor 108 Millionen Jahren. In die devonischen Sandsteinschichten drang Magma ein und erstarrte noch unterhalb der Erdoberfläche. Dieser Gang oder Schlot aus hartem Basalt schützte den umgebenden Sandstein vor Erosion, so dass die heute noch gut erkennbare Kegelform des Neuerburger Kopfes übrig blieb. Mit der Einordnung in die Kreidezeit handelt es sich beim Neuerburger Kopf und beim benachbarten Lüxeberg um die ältesten vulkanischen Erscheinungen der Eifel.

Der Neuerburger Kopf hieß früher Merkuriusberg (Mercurius, römischer Gott des Handels). Der frühere Name erklärt sich durch die neben ihm kreuzenden römischen Handels- und Heerstraßen. Der heutige Name bezieht sich auf eine Burg. Erzbischof Albero (1131–1152) ließ eine „novum castrum“ (= neue Burg) bauen, vollendet wurde diese 1168 durch Erzbischof Hillin, erweitert wurde sie von Erzbischof Heinrich II. (1260–1286). Die Burg wurde vor allem zum Eintreiben von Zöllen auf der benachbarten Handelsstraße genutzt und gehörte zu den sieben kurtrierischen Burgen, wie auch Manderscheid, Arras, Saarburg, Grimburg, Welschbillig und Ehrenbreitstein. Im Schutz der Burg siedelten sich die letzten Bewohner des von der Pest heimgesuchten und daher aufgegebenen Ortes Hatzdorf an und gründeten das Dorf Neuerburg. Zerstört wurde die Burg Neuerburg aller Wahrscheinlichkeit nach im Jahr 1689 durch den französischen Marschall François de Créquy, der von Mont Royal aus auch Wittlich zerstören ließ. Heute sind nur noch wenige Mauerreste zu finden.