Die Weisung, hier 1342 eine Burg zu errichten, kam vom Ordensmeister Burchard von Dreileben, der diesen Stuetzpunkt auch als Gegengewicht zu der 1330 in der Naehe auf russischem Territorium westlich von Pskow erbauten Burg Isborsk sah. In den mittelalterlichen Urkunden wird die Burg Neuhausen auch als Novum castrum und Frauenburg genannt. In Hermann von Wartberges Chronik erwaehnt dieser, dass der Bau der Frawenborch im Dorpater Bistum am Tag der Verkuendigung Marias (25. Maerz) 1342 begonnen wurde. Im ersten Bauabschnitt wurde bis 1353 der rechteckige Hauptturm fertiggestellt, in dessen erstem Stock eine Kapelle untergebracht war, die schon bald darauf eine der wichtigsten Pilgerstaetten im mittelalterlichen Livland werden sollte.

In einem Brief an Papst Innozenz VI aus dem Jahr 1354 (im Bittschriftarchiv von Avignon erhalten) beschrieb der Erzbischof von Riga naemlich ein "Wunder", das sich in der Kapelle der Burg Neuhausen ereignet hatte: An einem Abend im September 1353 hoerte man Musik aus der leeren Burgkapelle und die Leute sahen zwei Wachskerzen, die in einem uebernatuerlichen Licht erstrahlten. Das Kreuz, das normalerweise an der Wand noerdlich hinter dem Altar hing, stand nun ohne jede Stuetze in der Mitte des Altars. Als der Brief 1354 geschrieben wurde, war das Kreuz angeblich noch immer dort. Pilger begannen nach Neuhausen zu stroemen, sowohl aus Livland als auch aus Deutschland, und viele, die zuvor blind oder taub gewesen waren, konnten nach ihrer Pilgerfahrt nun wohl wieder sehen bzw. hoeren. In seinem Schreiben an den Papst bat der Erzbischof von Livland auch um Vergebung der Suenden der Besucher der Kapelle mit folgender Begruendung: Die wachsende Zahl der Pilger wuerde die Mittel fuer den Ausbau der Kapelle im Grenzland des Christentums sichern. So war schon aus finanziellen Gruenden voellig klar, dass den Besuchern von Neuhausen ein (kostenpflichtiger) Ablass von vierzig Tagen gewaehrt wurde. Laut den Aufzeichnungen gab es sogar noch im 15. und 16. Jahrhundert Wallfahrten zur Kapelle.

Bis 1379 wurde die Burg noerdlich des Hauptturms durch einen West- und einen Nordfluegel erweitert und mit einer Ringmauer versehen. Die Ostseite war zwar durch den Bachlauf geschuetzt, lag aber niedriger als das gegenueberliegende Ufer. Der zunehmende Einsatz von Feuerwaffen machte es daher notwendig, diese Seite zu verstaerken. Im spaeten 15.  und fruehen 16. Jahrhundert wurden an der nordoestlichen und suedoestlichen Ecke der Ostseite zwei runde Kanonen-tuerme errichtet, darunter der reich verzierte Nordturm. Diese Arbeiten dauerten vermutlich bis zum Beginn des Livlaendischen Krieges. Im Sueden befand sich, von der Hauptburg durch einen Graben getrennt, die Vorburg mit diversen Wirtschaftsgebaeuden.