Seit dem 14. Jahrhundert Stammsitz und Residenz der Grafen und späteren Fürsten von Nassau-Saarbrücken-Weilburg. Nach 1816 noch Nebenresidenz und Besitz Luxemburgs. 1935 Verkauf an den preußischen Staat. 1936-42 erfolgte die Instandsetzung und Einrichtung als Schlossmuseum.

Die Schlossanlage erstreckt sich fast 400 Meter lang über die östliche Hälfte des Bergrückens. Zur Lahn hin bilden Fels und Gebück einen scharfen Steilhang. Gebäude, Höfe und Gärten liegen auf abgearbeiteten oder aufgefüllten Flächen. Die Barockzeit, seit 1702 war Julius Ludwig Rothweil Hofarchitekt und Baudirektor in Weilburg, schuf unter schwierigen Verhältnissen einen wirkungsvollen Prospekt aus gestuften Großbauten bzw. Baugruppen. Dabei sind einzelne Höhenlinien über die gesamte Distanz eingehalten. Den Höhepunkt bildet die mächtige Schloß- und Stadtkirche (siehe Marktplatz). Die nach Westen schachbrettartig vorgeschobene Orangerie ist Bestandteil zweier Plätze und eines Gartens. Axial geordnet sind nur die Wirtschaftshöfe der Nordseite.

Im Zentrum steht die geschlossene Vierseitanlage des Renaissanceschlosses. Alle weiteren Bauten entstanden in rascher Folge zwischen 1703 und 1713 und die Heuscheuer etwas später. Pläne Rothweils von 1744, das alte Schloß ebenfalls zu ersetzen, kamen nicht zur Ausführung.

Die 40jährige Bauzeit von 1533 bis 1572 und zahlreiche Änderungen vor allem des 17. Jahrhunderts ergeben ein vielfältiges und malerisches Architekturbild. Bei den fürstlichen Wohn- und Repräsentationsräumen überwiegt nach häufigem Funktionswechsel der Zustand des 19. Jahrhunderts. Ausstattung und Möblierung entsprechen dem kunstgewerblichen Museumskonzept von 1935 ff. Der geometrische Hofbelag wurde 1703 erneuert.

Ostflügel (1533-39) - Errichtet als freistehender Bau mit Teilen des abgebrochenen gotischen Palas (Portale, Keller und nördl. Erdgeschoss). 1538 ist Baumeister Schickedanz aus Frankfurt bezeugt. Die Lahnseite wurde 1661 erhöht und stark vereinfacht. Die stattliche Hofseite ist dagegen bis auf den Turmsymmetrisch geordnet. Von 1661 die Fachwerk-Zwerchhäuser (August Rumpf) und das Portal unter dem rechten Wanderker (Ludwig Kempf). Um 1700 wurden die Haube und Fußterrasse des Uhrenturms erneuert.

Das Erdgeschoss enthält südlich die "Hofstube" mit gotischen Rippengewölben auf Rundpfeilern, das Obergeschoss die Wohnung Herzog Adolfs von 1850/ 52. Außerdem Renaissance-Malereien. Süd- und Westflügel (1540-48) - Erbaut durch Balthasar Wolff aus Heilbronn mit dem Plan einer nach Norden offenen Dreiflügelanlage, der ersten in Deutschland. Schlichte Gestaltung mit breiten Paarfenstern, Kleeblattgiebeln auf den Zwerchhäusern und charakteristischer Verstabung (auch Südgiebel am Ostflügel). Der den Hof und das Renaissanceschloss beherrschende, 6stökige Stadtpfeiferturm erst um 1570 von Ludwig Kempf aus Worms (s.u.).

Im Westflügel (ehemaliger Marstall) Hofküche des 18. Jahrhunderts und Phaeton-Zimmer mit Stukkaturen von Giov. Batt. Genone.

Im Südflügel (Obergeschoss), dem alten Festsaalbau, das barocke kurfürstliche Zimmer und das Musikzimmer mit Pariser Panorama Tapete von 1814. Die Treppe Rothweils 1870 erneuert.

Nordflügel (1566-72) - Erbaut unter Graf Albrecht I. durch Ludwig Kempf. Damit Vollendung der üblichen Vierflügelanlage. Die Außenseite großzügig und rhythmisch geordnet durch schlanke Erkerstreifen und "holländische" Zwerchhäuser. Der Arkadengang der Hofseite (Entwurf 1572/73) ist ein bedeutendes Frühwerk des kurmainzischen Baumeisters Georg Robin: ionische Doppelsäulen nach venezianischem Vorbild und vermutlich für den ganzen Hof geplant. 1590 der Gang darüber geschlossen und von 1662 die Fachwerk-Zwerchhäuser (August Rumpf). Im Erdgeschoss die "Neue Hofstube" mit reichen Sterngewölben von Hans von Gleiberg (bez. 1572) und die ehemalige Kanzlei mit bemalten Gewölben und hängendem Schlussstein. Eine Besonderheit auch das Marmorbad J. L. Rothweils (1712/13). Das "Chinesische Zimmer" oben stuckiert von Hieronimus Paerna (1693).