Før reformationen var Burholt en del af Børglum Klosters gods. Det betød, at gården, ligesom meget andet kirke- og klostergods, hjemfaldt til kronen ved Reformationen i 1536.

I 1573 mageskiftede Frederik II (1559-1588) Burholt til Magdalene Banner, hvis efterkommere ejede gården frem til 1620. Ejeren af herregården Hammelmose, Otte Christensen Skeel. overtog Burholt omkring 1620'erne.

Skeels svigersøn, Sten Holgersen Bille, udvidede gårdens jordtilliggende betragteligt. Burholt var endnu i 1640'erne en almindelig bondegård. Bille sikrede imidlertid gården hovedgårdsstatus, idet han udvidede jordtilliggendet og drev gården for sine egne midler. Skeels svigersøn, Sten Holgersen Bille, erhvervede så meget fæstegods omkring gården, at den i 1682 fik status som komplet hovedgård. For at være en såkaldt komplet hovedgård skulle ejeren have 200 tønder hartkorn bøndergods inden for en radius af ca. 15 km fra hovedgården. Var dette tilfældet fik godsejerne efter 1682 bevilget skattefrihed for deres hovedgårdsjord.

Burholt var ikke Billes vigtigste hovedgård, men var i lange perioder bortforpagtet. Gården forblev dog i slægtens eje indtil 1710, hvor Burholt blev solgt til Jens Pedersen Brøndlund. Han videresolgte Burholt ni år senere til gårdens forpagter, Hans Justesen.

Efter Hans Justesens død i 1728 blev Burholt overtaget af hans kreditorer. Gården havde herefter en række forskellige ejere, inden den i 1789 blev købt af Henrik Winde. Burholt blev i 1832 overtaget af hans søn, Johan Frederik Christoffer Winde, der frasolgte fæstegodset.

I midten af 1800-tallet blev der bygget en ny landevej mellem Hjørring og Nørresundby, hvilket skar Burholts jorder midt over. Johan Winde opførte derfor en ny gård på den anden side af vejen i årene mellem 1854-1857. Det oprindelige Burholt blev derefter kaldt Gammel Burholt, mens den nye gård fik navnet Ny Burholt.

Efter færdiggørelsen af den nye hovedbygning overdrog Johan Winde den gamle hovedgård

til sin søn, Jacob Kjellerup Winde. Winde solgte i 1903 Gammel Burholt videre til Christian Pedersen, der også havde købt Ny Burholt.

Christan Pedersen beholdt Gammel Burholt til sin død i 1934, og i 1939 solgte hans enke gården til Statens Jordlovsudvalg. Udvalget var blevet nedsat i 1919 for at skaffe jord til oprettelse af husmandsbrug, og udvalget udstykkede Gammel Burholt og solgte i 1940 hovedparcellen videre til Poul Voetmann.

Gården har i det 20. århundrede haft en række skiftende ejere, og i 2000 blev Gammel Burholt købt af Visti Kræn Møller. Han ejede stadig Gammel Burholt i 2013, og fra den gamle hovedgård drev han et mindre landbrugsfirma, der specialiserede sig i mobile såsædsrenserier.

Johan Frederik Christoffer Winde overtog Burholt efter sine forældre i 1832, og i 1843 ombyggede han den eksisterende hovedbygning og opførte en ny midterfløj.

Resterne af den gamle hovedbygning gik til i en brand i 1853, hvorefter Johan Winde forlængede sin nye midterfløj fra 1843 og opførte to nye sidefløje. Byggeriet stod færdigt i 1857.

Den trelængede gård er i én etage.

Fredningsstatus 2013: Hovedbygningen er ikke fredet.

Over for hovedbygningen ligger et større anlæg bestående af tre separate bygninger, der sammen med hovedbygningen indrammer gårdspladen.

Bygningerne er af nyere oprindelse og blev i 2013 brugt i driften af en mindre landbrugsvirksomhed.

Fredningsstatus 2013: Anlægget er ikke fredet.

Øst for hovedbygningen er der anlagt en have.

Omkring haven og på hele gårdens østside er der en mindre skov.