Um Bürgernähe zu demonstrieren, entschied sich Herzog Wilhelm dazu, im Stadtzentrum zu residieren und damit den historischen Bezug zu seinen Vorfahren herzustellen.

Wegen Platzmangels wurde das Schloss an die benachbarten Häuser angebaut und fiel in seiner Größe verhältnismäßig bescheiden aus. Herzog Wilhelm von Nassau beauftragte 1835 den großherzoglichen Oberbaudirektor Georg Moller mit der Planung des Stadtschlosses, konnte selbst jedoch nicht mehr einziehen – er verstarb im Jahr 1839. Stattdessen wurde sein Sohn Adolf 1841 erster und einziger ständiger Schlossherr. Nachdem Herzog Adolf 1866 ins Exil gehen musste, nutzte das Königreich Preußen das Schloss für die Aufenthalte von Kaiser Wilhelm I. und Wilhelm II. 1925 war es Sitz der britischen Rheinarmee und 1930 richtete die preußische Staatliche Schlösserverwaltung ein Museum darin ein.

Nach schweren Zerstörungen im Zweiten Weltkrieg wurde das Schloss wieder hergestellt und Sitz des Hessischen Landtags.