Der älteste Teil der heutigen Anlage ist der Westflügel: Den ließ sich Kurfürst August von Sachsen zwischen 1554 und 1557 als opulentes Renaissance-Jagdschloss errichten. Steine waren reichlich vorhanden, man bediente sich da am gerade aufgelösten Kloster Altzella.
Ein paar standesgemäße Zimmer gab es aber immer noch. Eins nutzte Napoleon in der Nacht vom 7. zum 8. Mai 1813. Sachsen war gerade mit dem Korsen verbündet, doch seine Hauptstadt Dresden von Preußen und Russen besetzt.
Auf Schloss Nossen grübelte Napoleon, wie er das Blatt doch noch wenden könnte. Das ging dann dann kurz darauf in der Völkerschlacht bei Leipzig gründlich schief.

Die Ämter und Gefängnisse wurden mit der Zeit verlegt. Zuletzt räumte das örtliche Finanzamt 1934 seine Räume. Ab 1910 wurden im Schloss Privatwohnungen eingerichtet.
Zu DDR-Zeiten entstand erstmals 1954 ein Museum. Bereits in den 1980er Jahren begann die Sanierung des heruntergekommenen Schlosskomplexes. Heute sieht man immer noch gelegentlich Gerüste.
Heute gehört die imposante Anlage dem Land Sachsen. Im Schlossmuseum ist reichlich Platz für mehrere Ausstellungen. Durchgehend zu sehen ist die Schau „Spurensuche in Sachsen – Die Familie von Schönberg in acht Jahrhunderten“ – über die diversen Funktionsträger der sächsischen Adeligen, mit vielen Porträts.
Eine zweite Dauerausstellung („Die Geschichte von Schloss, Ambt und Jägerey“) ist der Schloss-Historie gewidmet.

2015 lief eine Sonderausstellung unter dem Titel „Auf der falschen Seite. Die Teilung Sachsens 1815 und der sächsische Adel“.
Sie zeigt, wie Sachsen auf dem Wiener Kongress einen Großteil seines Territoriums und seiner Armee an Preußen verlor und als nennenswerter Machtfaktor aus der Geschichte verschwand.
Diverse sächsische Adelige im nun preußischen Teil des Landes, wie Hermann von Pückler-Muskau, mögen die neuen Herren zunächst überhaupt nicht, ihnen bleibt aber keine Wahl als sich – sächsische Protestlieder pfeifend – zu integrieren.
Zuvor war hier beispielsweise die Sonderausstellung „Adel on Tour“ zu sehen gewesen.
Ein Video-Appetizer zu Schloss Nossen: