Trong một thời gian dài lâu đài đã từng là dinh thự mùa hè của dòng họ nhà Wittelsbach và cùng với Công viên lâu đài Nymphenburg là một trong các thắng cảnh nổi tiếng nhất của Đức. Lâu đài do tuyển hầu tước Ferdinand Maria cho xây năm 1664 để làm quà tặng cho vị hôn thê Adelheid von Savoyen khi bà sinh hạ cho ông người con trai nối ngôi đã được trông chờ bấy lâu là Max Emanuel. Chính Max Emanuel cũng đã cho xây mở rộng lâu đài sau này.

Lâu đài là nơi ký kết Hiệp ước Nymphenburg năm 1741 khi Bayern, Pháp, Sachsen và Tây Ban Nha đã liên minh cùng với Phổ chống lại Áo. Vua Maximilian I đã qua đời trong lâu đài này năm 1825, chắt của ông là vua Ludwig II đã ra đời trong lâu đài năm 1845.

Sau cuộc cách mạng năm 1918 Lâu đài Nymphenburg nằm dưới sự quản lý của cơ quan quản lý tài sản hoàng gia và sau đấy là trở thành sở hữu quốc gia. Dòng họ Wittelsbach vẫn còn có quyền cư ngụ trong ba căn nhà giữa. Vì thế mà người trưởng họ của Wittelsbach, hiện nay là Franz von Bayern, vẫn còn cư ngụ trong lâu dài cho đến ngày nay. Trong Chiến tranh thế giới thứ hai, ngoài trừ trúng bom nơi dùng làm cầu nguyện, lâu đài không bị tàn phá nặng nề.