Nach dem Aussterben der Herren von Münzenberg fiel Lich 1255 an das Haus Falkenstein. Da drei kleinere, ältere Burganlagen, die Burg Westwich am Fuße des Hardtberges, die Burg Rodenscheid auf einer Anhöhe nordöstlich von Lich und die nördlich der Stadt, auf dem Breuerberg gelegene Burg Warnsberg, offensichtlich den Anforderungen schon damals nicht mehr genügten, erbaute Graf Werner I. von Falkenstein in der 2. Hälfte des 13. Jahrhunderts eine größere Wasserburg, die näher am Wetterübergang lag, den es zu sichern galt.

Diese Burg, ursprünglich eine quadratische Anlage mit Binnenhof und vier runden Ecktürmen, wurde, nachdem sie 1419 von den Grafen von Solms übernommen worden war, die dort 1436 unter Graf Johannes von Solms eine eigene Linie Solms-Lich begründeten, sukzessive um- und ausgebaut.

Schon 1462 und nach 1468 wurde sie der weiterentwickelten Kriegstechnik mit Feuerwaffen angepasst und im 16. Jahrhundert von Graf Reinhard von Solms, der auch die Stadtbefestigung erneuerte, zur Festung ausgebaut. Nachdem bereits 1617 der nordwestliche Eckturm wegen Baufälligkeit abgebrochen worden war, erfolgte von 1673 bis 1682 unter Graf Hermann Adolph Moritz, dem letzten Vertreter der älteren Linie Solms-Lich, der Ausbau zum stark befestigten Renaissanceschloss.

Kern der Anlage war noch immer die um einen Innenhof gruppierte Burg. Sie wurde jetzt nach Norden durch einen besonders hohen, etwas längeren Flügel mit zwei nebeneinander angeordneten, geschweiften Renaissancegiebeln abgeschlossen. Um dieses innere Viereck herum entstand eine Plattform mit Brustwehr. Diese war in den Mitten der vier Seiten und an der Südostecke in eckiger Form vorgezogen und diagonal zu den alten Ecktürmen an der Südwest- und Nordostecke mit dicken Rundtürmen bewehrt. Weiteren Schutz bot ein breiter Schlossgraben, der im Nordwesten zu den Kanzlei- und Wirtschaftsgebäuden hin von einer Pfeilerbrücke überquert wurde. Die nachhaltigste Umgestaltung, die bis heute das Erscheinungsbild des Schlosses im wesentlichen bestimmt, erfuhr die Anlage von 1764 bis 1766 unter der Herrschaft der jüngeren Linie Hohensolms.

Zunächst wurden die Bastionen und die Außentürme sowie der Wassergraben völlig beseitigt. Außerdem entfernte man auch den Nordflügel, so dass eine nach Norden geöffnete Hufeisenform entstand. Die verbliebenen Reste, der Südflügel mit zwei Ecktürmen und die Seitenflügel, wurden im Sinne des Barock überformt: So entstand eine dreiflügelige, dreigeschossige Baugruppe, die vor allem durch die streng gereihten großen Fenster, durch die großflächigen, gaubenbesetzten Mansarddächer und die mächtigen, im Kern noch mittelalterlichen Rundtürme geprägt wird. Letztere haben verschieferte, oktogonale Obergeschosse und Zwiebelhauben mit vasenförmigen Aufsätzen.

Zwischen den beiden Seitenflügeln erbaute Georg Moller 1836 einen weitgehend dem vorgegebenen Bestand angepassten, ebenfalls dreigeschossigen Querbau, dessen klassizistische Fassade in der Mitte durch einen vorgesetzten Altan mit dorischen Säulen betont erscheint. Im Zusammenspiel mit den frei vorstehenden Enden des Ost- und Westflügels entstand auf diese Weise ein Ehrenhof von geringer Tiefe, der durch den erst 1911/12 nach Plänen Heinrich Metzendorfs ausgeführten Anbau an der Nordostecke flankiert wird. Dieser, ein neubarocker, zweigeschossiger Baukubus mit Mansarddach, enthält in seinem Inneren einen Festsaal (Gobelinsaal) und markiert mit seinem turmartigen Eckerker den einstigen Standort des nordöstlichen Außenturms.

Bestandteil der Schlossanlage, die an die Gesamtanlage des Stadtkerns grenzt, ist der Schlossgarten, der noch heute die südliche Stadtansicht in starkem Maße prägt. Er wurde 1829 anlässlich der Heirat des Fürsten Ludwig mit Marie zu Isenburg-Büdingen in einen öffentlichen Landschaftspark umgewandelt.

Ursprünglich nach Süden frei in die Landschaft übergehend, seit 1869 durch die Bahntrasse begrenzt, entstand er unter der Leitung des Forstrates Karl Heinrich Braun. Wichtige, schützenswerte Bestandteile des Parkes sind außer den äußeren Begrenzungsmauern, dem wertvollen alten Baumbestand und dem Wegenetz der aus einem wassergefüllten Befestigungsgraben hervorgegangene Schlossteich, das benachbarte, über den Resten einer Geschützbastion errichtete Teehäuschen (Landschaftstapeten) sowie das 1905 entstandene Denkmal für den Fürsten Ludwig, das ursprünglich für den Schlossplatz konzipiert, heute im Vorhof des Schlosses aufgestellt ist.

Einschließlich der Parkanlage ist das stadtbildprägende Schloss (Unterstadt 29) einschließlich Inventar als Sachgesamtheit aus geschichtlichen, künstlerischen und städtebaulichen Gründen Kulturdenkmal.