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Wegen Sanierungsmaßnahmen vorübergehend geschlossen.
Im 9. Jahrhundert als „Alstediburg“ erstmals urkundlich erwähnt, erwächst die Pfalz Allstedt zu einem politischen Zentrum des Heiligen Römischen Reiches. Hierher luden nahezu alle Kaiser und Könige im 10. bis 12. Jahrhundert zu Versammlungen und Reichstagen. Der mittelalterliche Chronist Eike von Repkow zählt die Pfalz Allstedt in seinem berühmten Sachsenspiegel zu den fünf bedeutendsten im damaligen Sachsen.
Im 13. und 14. Jahrhundert bauen die Edelherren von Querfurt die Anlage zu einer Wehrburg aus. Die bis zu 3,50 Meter starken Mauern der Kernburg mit ihren Schießscharten und Kugelschutzbohlen bilden ein einzigartiges Bauzeugnis der Wehrgeschichte im mitteldeutschen Raum. In der Folgezeit verändern weitere Besitzer das Aussehen der Burg, bis der sächsische Kurfürst Friedrich der Weise diese im 16. Jahrhunderts zu einem Renaissanceschloss umbaut.
1523 tritt der Reformator Thomas Müntzer in der Allstedter St.-Johannis-Kirche eine Pfarrstelle an. Ein Jahr später hält er am 13. Juli auf Schloss Allstedt vor Herzog Johann dem Beständigen und dessen Sohn seine berühmte Fürstenpredigt. In dieser fordert er die sächsischen Regenten auf, mit ihm zusammen eine Erneuerung der Christenheit anzustreben und prangert gleichzeitig die Willkür der Obrigkeiten und deren Reformunwilligkeit an.
Zum Ende des 17. Jahrhunderts kommt der Barock nach Allstedt, zwischen 1746 und 1748 entsteht das Vorschloss und etwa mehr als 100 Jahre später erfolgt die letzte Umgestaltung der Anlage. Bis heute finden sich Spuren der Romanik, Renaissance, des Barock und Historismus im gesamten Areal und belegen die wechselhafte Baugeschichte von Schloss Allstedt. Nach der Fürstenenteignung 1918 stand das Schloss lange leer, das gesamte Inventar wurde von den großherzoglichen Besitzern nach Schlesien verbracht. Das nun dem Land Thüringen gehörige Schloss bezogen von 1933-1937 NS-Jugendverbände. Anfang der 1940er Jahre sollten Wohnungen für Arbeiter der Mansfeld-AG eingerichtet werden. Nach dem Krieg diente Schloss Allstedt als Unterkunft für Flüchtlinge. Bis in die 1970er Jahre wohnten allein in der Kernburg 11 Familien. Seit 1975, dem 450 jährigen Müntzer-Jubiläum befindet sich in der Kernburg ein Museum.
Seit Jahresbeginn 2023 steht die gesamte Anlage von Schloss Allstedt in Verantwortung der Kulturstiftung Sachsen-Anhalt. Angesichts des teils schwierigen baulichen Zustands und des umfassenden Sanierungsbedarfs der Bauwerke, Technischen Einrichtungen und Außenanlagen ist das Schloss vorerst für den Besucherverkehr geschlossen. Im Rahmen eines Sonderinvestitionsprogramms des Bundes und des Landes Sachsen-Anhalt investiert die Kulturstiftung Sachsen-Anhalt in den kommenden Jahren ca. 9 Millionen Euro in den Erhalt von Schloss Allstedt. Notwendig sind zunächst Sicherungsmaßnahmen, statische Ertüchtigungen und die Herstellung der Verkehrssicherheit. Im Weiteren sind Bauteile zu sanieren und ausgewählte Räume für eine zeitgemäße Ausstellungsnutzung herzurichten. Daneben ist die Erneuerung von Haustechnik vorgesehen. Ausgewählte Räume sollen 2025 - vorbehaltlich des Baufortschritts - für Ausstellungsaktivitäten zur Verfügung stehen.