Die Geschichte von Schloss Nossen begann im Jahre 1185. Zumindest werden in jenem Jahr die Besitzer der damaligen Burg, die Ritter von Nuzzin erstmals urkundlich erwähnt. Von der Burg ist heute, außer ein paar Grundmauern nichts mehr erhalten. Die Burg wechselte mehrmals den Besitzer, unter anderem erwarb das Bistum Meißen Burg Nossen, bevor sie schließlich in den Besitz des Klosters Altzella fiel. Sie diente von 1436 an als Abtsitz.
Die Reformation bedeutete auch das Ende des Klosters Altzella, es wurde 1540 säkularisiert und ging in den Besitz des sächsischen Kurfürsten über. Die Burg Nossen wurde nun als Verwaltungssitz des Amtes Nossen genutzt, hier saß also die Gerichtsbarkeit und hier befanden sich die Kerker. Mit Abbruchmaterialien aus dem ehemaligen Kloster ließ Kurfürst August die Burg außerdem zum Jagdschloss und Reiselager erweitern. Bis zum Ende des siebzehnten Jahrhunderts erhielt das Schloss seine heutige Gestalt.
Bereits seit 1630 war Schloss Nossen auch Sitz des Amthauptmannes. Im neunzehnten Jahrhundert wurde das Schloss als Sitz des Amtsgerichtes weiter ausgebaut und diente vor allem Verwaltungszwecken. Im Schloss befand sich das Rentamt, das Justizamt mit Gerichtsamt und Kerkern.
In der ersten Hälfte bis Mitte des neunzehnten Jahrhunderts wurde das Schloss erneut verändert und einzelne Bereiche als Mietwohnungen umgebaut. Den Nordflügel nutzte von 1954 bis 1981 das städtische Heimatmuseum. Seit Beginn der achtziger Jahre des vorigen Jahrhunderts finden etappenweise umfangreiche Sanierungsarbeiten am Schloss statt. Nachdem das schloss 1994 vollständig in den Besitz des Freistaates Sachsen überging, wurden diese Sanierungsarbeiten intensiviert. Schloss Nossen und Kloster Altzella bilden seitdem gemeinsam einen staatlichen Schlossbetrieb der Staatlichen Schlösser, Burgen und Gärten Sachsens. Seit 1996 steht die Ausstellung über die Geschichte des Schlosses und die Amtsgeschichte des Amtes Nossen im Westflügel des Schlosses den Besuchern offen.
Neben den sächsischen Kurfürsten und ihren Gästen, die das Schloss Nossen bis 1775 als Jagdschloss nutzten, gab es zwei Persönlichkeiten, die in die europäische Geschichte eingegangen sind und die für kürzere Zeit auf Schloss Nossen weilten. Zum einen war es der französische Kaiser Napoleon, zum anderen die Mätresse August des Starken, Gräfin Cosel.
