Wallhausen wird urkundlich erstmals im Jahr 908 erwähnt und 922 namentlich als Pfalz bezeichnet, die bis ins 11. Jahrhundert rege von sächsischen Königen und Kaisern besucht wurde. Im Jahr 909 heiratete hier der spätere deutsche König Heinrich I. seine zweite Ehefrau Mathilde. Nur wenige Jahre später, am 23. November 912, wurde an diesem Ort auch deren Sohn Otto geboren: Er wird später als römisch-deutscher Kaiser Otto der Große in die Geschichte eingehen.
Anfang des 12. Jahrhunderts wurde die Pfalz zerstört und eine Wasserburg mit Kapelle erbaut. Ab 1414 befand sie sich im Besitz der Asseburger, die zwischen 1606 und 1613 die Wasserburg zu einem H-förmigen Renaissanceschloss umbauen ließen. Während des Dreißigjährigen Krieges wurde das Schloss beschädigt, weshalb es bis 1650 mehrfach umgebaut und erneuert werden musste. Die Adelsfamilie von der Asseburg besaß das Schloss bis 1945, bevor sie enteignet wurde und das Gebäude bis 2004 als Schule diente. Seit 2005 befindet sich Schloss Wallhausen in Privatbesitz.
Die verschiedenen Bauphasen am Schloss können Besucher noch heute nachverfolgen. Aus dem Mittelalter ist beispielsweise im Untergeschoss des Westflügels ein gewölbter zweischiffiger spätgotischer Raum erhalten. Der an der Nordwestseite stehende Turm ist mit seiner Haube ein Beispiel des Barocks. Das Renaissanceschloss Wallhausen weist darüber hinaus auch gotische Elemente auf. Durch die umfassenden Sanierungsarbeiten am Schloss seit 2005 ist es in einem hervorragenden Zustand und der Öffentlichkeit zugänglich.
Für geschichtsinteressierte Gäste empfiehlt sich besonders ein Besuch der historischen Dauerausstellung auf Schloss Wallhausen: Sie widmet sich der Geschichte des Ortes und des Wirkens von Kaiser Otto I.
Das denkmalgeschützte Schloss beherbergt außerdem neben einem Hotel und Restaurant auch eine Galerie. Es finden regelmäßig wechselnde Kunstausstellungen mit Werken zeitgenössischer Maler und Bildhauer statt. Es wurden bereits Werke von Christin Müller, Ulrich Reimkasten, Martin Feistauer, Norman Gebauer und Meinrad Betschart gezeigt. Im Schlossgarten befindet sich zudem ein Skulpturenpark mit Werken des Schweizer Künstlers Meinrad Betschart.
