Fernab der Hauptstraße der Ortsgemeinde Frankenstein erhebt sich in einem Seitental die Burgruine Diemerstein. Auch diese Ruine war einst eine Höhenburg in Spornlage. Wie bei der Burg Frankenstein ist auch das genaue Baujahr der Burg Diemerstein unbekannt. 1216 findet sich erstmals die Nennung eines Rudegars von Dymarstein, der sich nach der Burg benannte. Ihre Entstehung muss also vor der Jahre 1216 liegen.
Die sich im Privatbesitz der Stiftung der Technischen Universität Kaiserslautern befindende Burgruine kann in Teilen frei besichtigt werden. Der obere Teil der Burg ist verschlossen. Hier wurden auch Sicherungsmaßnahmen bis Ende 2020 an der Ruine eingeleitet. Doch bereits die Unterburg, die eine fließende Verbindung mit dem Sandsteinfelsen zu ihren Füßen eingeht, bietet interessante Ein- und Ausblicke. Um die Burg herum finden sich mehrere alte Treppenwege sowie Mauerreste. Das Burggelände bietet die Möglichkeit, sowohl das Diemersteiner Tal als auch den Beginn des Glastals von oben zu betrachten.