Koldinghus rummer flere forskelligartede kulturhistoriske værdier. En af dem er fortællingen om, hvordan de danske konger har udviklet og tilpasset deres ejendomme efter tidernes skiftende stil og behov. Om- og tilbygningskulturen finder vi spor af, eller hører historier om, på næsten alle historiske ejendomme i landet, men Koldinghus er særlig, fordi den afslører alle sine lag for beskueren på en nøgen og mere afslørende måde, end man typisk ser. Da slottet er bevaret i sin ruinøse tilstand, kan vi med egne øjne se de mange forskelle og nuancer i murværket, og ved selvsyn se f.eks. vinduer og etageskels tidligere placeringer. Denne oplevelse er særdeles stærk både ude og inde på Koldinghus, og det viser med al tydelighed, hvor frimodig man tidligere har været mht. ændringer i bygningsmassen.
En anden og meget væsentlig kulturhistorisk værdi på Koldinghus er den udvikling inden for restaureringsfaglig praksis, der kan aflæses i slottet. Udviklingen ses tydeligst i interiørerne.
Der er i dag bevaret tydeligt definerede eksempler på tre forskellige typer af restaureringspraksis i Koldinghus; istandsættelsesperioden omkring år 1900, genopbygningen af Kæmpetårnet fra 1930’erne og slutteligt Exners store projekt, der begyndte i 1970’erne. De tre perioder er karakteriserede ved forskellige tilgange til restaurering, hvilket stadig kan aflæses i de bevarede interiører.
Istandsættelsen fra omkring århundredeskiftet ses bevaret i nord- og vestfløjenes udstillingsrum. Her er brugt traditionelle materialer, og rummene bærer præg af en romantisk, stilmæssig tilgang, der bl.a. kommer til udtryk i de stjernehvælvede lofter i nordfløjen og stolperækken i vestfløjens stueetage.
Den næste tydeligt dechifrerbare restaureringsperiode ses i genopbygningen af Kæmpetårnet – og de tilhørende rumligheder – der bliver udført i 1935. Disse rum er istandsat med flittig brug af tidens nye materiale; beton. Tårnet er genopført med glatpudsede vægge, og loftsbjælkerne er udført i in-situ støbt beton. Trappen til udsigtsplatformen på Kæmpetårnet samt trappen i Kronprinsens Tårn blev ligeledes udført i beton støbt med skureringstekstur. I Riddersalen blev der lagt et gulv af gule tegl. Den restaureringsholdning, der kan aflæses i disse rum, er en pragmatisk og ambitiøs tilgang, hvor man vil genskabe slottet fra inderst til yderst. Her er det ikke et autentisk historisk udseende, der søges, men en gendigtning og genoprettelse af slottets storhed.
Den sidste markante og tidstypiske restaureringsholdning, der kan aflæses på Koldinghus, ses i Exners projekt, der påbegyndtes i 1972. Exners blev fascineret af slottets lagdelte fortælling og ønskede at bevare den så intakt som muligt. Projektets restaureringstilgang udsprang af en filosofi, hvor bygninger sammenlignes med levende væsener; de fødes, lever, bliver syge, kureres, ældes og dør, og alle historiske lag i slottet behandles som ligeværdige. Konsekvent søgte projektet at undgå nedrivning eller fjernelse af bygningsmateriale, uanset historisk oprindelse, og der blev argumenteret imod at udskifte forvitrede bygningsdele, hvis ikke det var konstruktivt nødvendigt. Forvitrede mursten og sandsten skal i videst mulig udstrækning have lov til at ’dø i skønhed’.
Nye tilføjelser er tydeligt aflæselige som nye, og restaureringen er så vidt muligt udført reversibelt, således at ruinen i princippet ville kunne tilbageføres til sin tilstand før Exners bearbejdning. Inger og Johannes Exners projekt på Koldinghus eksemplificerer det dogmeskifte, der efter udgivelsen af Venezia-chartret i 1964 skyllede igennem hele den Europæiske restaureringsbranche.
De tre restaureringsperioders særegne karakteristika, og den fortælling de bærer, er en særlig kulturhistorisk værdi på Koldinghus.