Bis zur Aufhebung des Fürstbistums Paderborn diente das zwischen 1370 und 1596 errichtete Schloss Neuhaus als Residenz der Fürstbischöfe. Zur vierseitigen Anlage wurde es zwischen 1589 und 1597 unter Dietrich IV. von Fürstenberg. Clemens August von Bayern (Bischof 1719-1761) ließ den vorderen Schlossflügel umbauen und zwischen 1729 und 1733 einen U-förmigen Marstall für die Pferde, Wagen und Kutschen seiner Residenz bauen. Aus der Renaissance-Anlage wurde eine Barockresidenz. Architekt Franz-Christoph Nagel zeichnete verantwortlich für die Schlosswache vor dem Ostflügel. Außerdem entstand nach seinen Plänen zwischen 1751-1758 ein großer Barockgarten.
Nach 1804 nutzte man Schloss und Nebengebäude u. a. als Zuchthaus, bevor der gesamte Bereich ab 1820 zu einer Kaserne für eine preußische Kavallerie-Escadron umgebaut wurde. Auf dem ehemaligen Gartengelände entstanden 1824 eine kleine Reithalle und recht daneben der „lange Stall“. Am 24. Februar 1851 zogen Teile des 1. Westfälischen Husarenregiments Nr. 8 in Neuhaus ein. Zwischen 1876 und 1878 wurden hinter dem „langen Stall“ das „Kompaniegebäude“ und dahinter eine zweite Reithalle mit seitlichen Stallflügeln gebaut.
Die 8. Husaren blieben bis 1919. Ihnen folgte das 15. Preußische Reiterregiment. Ab 1945 nutzen britische Streitkräfte das Schloss. 1964 erwarb die Gemeinde Schloß Neuhaus die Anlage. Das Schloss wurde 1967 zur Realschule umgebaut, die Wache zum Ehrenmal. Im Zuge der kommunalen Neugliederung ging das Schloss 1975 an die Stadt Paderborn über.
1994 wurde die Schlossanlage als Zentrum der Landesgartenschau vollständig umgestaltet und zum Teil in den historischen Originalzustand zurückgebaut. Der lange Stall und das Kompaniegebäude wurden abgerissen, die Bauten der Barockzeit restauriert und der Barockgarten (teilweise) neu angelegt.
In der kleinen Reithalle finden Kunstausstellungen mit wechselnden Themen statt. Die große Reithalle beherbergt seit 1990 das Bürgerhaus mit angeschlossener Gastronomie und die Stadtteilbibliothek. Im Marstall fanden ein naturkundliches und ein historisches Museum Platz. Letzteres wurde 2017 in den Repräsentationsräumen von Clemens August und im Remter als Residenzmuseum neu eröffnet.
Seit 1963 feiert der Bürger-Schützen-Verein Schloss Neuhaus sein Schützenfest auf dem Schlossgelände. Von Mai bis Oktober ist das Schloss seit 1995 Zentrum des „Paderborner Schloßsommers“, der vor allem an den Wochenenden ein abwechslungsreiches Open-Air-Programm mit Musik, Tanz, Theater, Kleinkunst, Spielfesten, Märkten und Ausstellungen bietet.
