Король Кароль I (1839—1914) впервые побывал в этих местах в 1866 году, они напомнили ему родную Германию, и он навсегда пленился ими. В 1872 году эти земли (приблизительно 5,3 кв.км) были куплены королём, и стали именоваться Королевским доменом Синая, предназначенные тому, чтобы стать королевскими охотничьими угодьями и летней резиденцией монарха.

Первые три архитектурных проекта замка фактически копировали другие западно-европейские дворцы, и Кароль I отверг их, потому что они были слишком дорогостоящими и недостаточно оригинальными. Архитектор Иоганн Шульц представил более интересный проект, который понравился королю: небольшой дворец или, скорее, просторный особняк в альпийском стиле, сочетающий итальянскую элегантность с эстетикой немецкого неоренессанса. Стоимость строительства (за период между 1875 и 1914 годами) оценивалась примерно в 16 миллионов золотых румынских леев (приблизительно 120 миллионов современных долларов США).

Замок был заложен 22 августа 1873 года. Одновременно строились другие здания, связанные с замком: домик охраны, охотничий домик, королевские конюшни и др. Кроме того была построена электростанция, и Пелеш стал первым электрифицированным замком в мире. Три или четыре сотни человек постоянно работали на строительстве замка. Королева Елизавета во время строительства писала в своем дневнике:

Каменщиками были итальянцы, румыны строили террасы, цыгане были чернорабочими. Албанцы и греки работали по камню, немцы и венгры были плотниками. Турки обжигали кирпич. Инженерами были поляки, а чехи — резчиками по камню. Французы рисовали, англичане измеряли — здесь были сотни людей в национальных костюмах, которые разговаривали, пели, ругались и болтали на четырнадцати языках…

Строительство несколько приостановилось во время румынской войны за независимость 1877-78 года, но вслед затем очень ускорилось. Бал по поводу инаугурации замка состоялся 7 октября 1883 года. В 1893 году в замке Пелеш родился Кароль II, наполнив смыслом имя, пожалованное замку королём Каролем I — «колыбель династии, колыбель нации».

В 1947 году после отречения короля Михая коммунистическая Румыния национализировала всю королевскую собственность, включая поместье и замок Пелеш. Некоторое время замок был открыт для туристов, а в 1953 году объявлен музеем. Поместье служило также для отдыха румынских деятелей культуры. В последние годы коммунистического режима, между 1975—1990, замок по инициативе Николае Чаушеску был закрыт для посещений, сюда были допущены только обслуживающий персонал и служба охраны. Чаушеску не любил замок и редко посещал его. Работники музея, зная, что чета Чаушеску страдает фобиями, связанными со здоровьем, объявили, что здание заражено опасным грибком Serpula lacrymans, который в 1980-х годах был действительно весьма распространен, но поражал только древесину.[источник не указан 61 день]

После румынской революции 1989 года, замки Пелеш и Пелишор снова были открыты для туристов. В 2006 году румынское правительство объявило о возвращении замка бывшему королю Михаю I. Вскоре после обретения королём своей собственности переговоры между ним и правительством возобновились, и Пелеш снова стал национальным достоянием, открытым для публики как исторический памятник и музей. Взамен румынское правительство передало королевскому дому Румынии 30 миллионов евро. С момента своего открытия замок Пелеш принимает ежегодно почти полмиллиона посетителей.

В 2008 году замок использовался на съемках фильма «Братья Блум» — окрестности замка изображали большое поместье в Нью-Джерси, жилище эксцентричной миллионерши Пенелопы (в этой роли снималась Рэйчел Вайс).[1]