Podle dnes již nedochované listiny Libochovice zřejmě náležely  již od roku 1292 pánům z Lichtenburka.  Počátkem 14. století majetek obdržel Hynek ze Žleb a Lichtenburka z rodu Ronoviců a od Hynkova syna jej v roce 1314 koupil král Jan Lucemburský. Roku 1335 jej však prodal  ves Klapý, se statky a vesnicemi, městečko Libochovice s tvrzí (munitione) a vesnice Radovesice, Lhotu, Poplze a další – Zbyňkovi Zajícovi z Valdeka, pánu na Žebráku. (V tomto zápise je prvně v pramenech výslovně zmíněna libochovická tvrz.) 

Od roku 1341 se psal Zbyněk Zajíc i jeho potomci s přídomkem z „Hassenburka“ Podle německého der Hase - zajíc). Zbyněk Zajíc z Házmburka přestavěl libochovickou tvrz do gotické podoby a z této doby pochází i základy kaple při vchodu do zámku. Házmburští páni byli horliví katolíci a stáli v husitských válkách na straně císaře Zikmunda. Proto bylo roku 1424 městečko Libochovice husity spáleno a pobořeno a tvrz se ocitla v rozvalinách. O tom, že po husitských válkách byly městečko a zřejmě i tvrz obnoveny, svědčí list Jana ze Smiřic Oldřichovi z Rožmberka z roku 1446, v němž se píše: “Neb rač věděti, že nynie teď nedávno byl sem u pana Zbyňka (tj. Zbyňka Zajíce z Hazmburka) v Libochovicích, kdežto také pan Petr Holický i jiných drahně byli sú.“ K tomuto setkání došlo tedy zjevně nikoli na hradě Házmburku, ale v Libochovické tvrzi. Při vzpouře českých pánů proti králi Jiřímu z Poděbrad stáli Házmburští proti Jiříkovi na straně Matyáše Korvína, jehož vojsko pak roku 1469 tábořilo na Házmburku a velmi jej zpustošilo.

Od té doby sídlili Zajícové většinou v Budyni a hrad se zámkem podléhal nezadržitelně zkáze. Znovu vybudované městečko Libochovice obdrželo na žádost nezletilého Jana III. z Házmburka (1496–1553) od krále Vladislava roku 1507 jarmark roční a trh týdenní. Roku 1517 pak od Jana III. z Házmburka artikule cechu krejčovského, postřihovačského a soukenického. Po smrti Jana III. bylo panství roztříštěno na více částí. Libochovice tehdy patřily Kryštofovi z Házmburka, který sídlil v měšťanském domě v Libochovicích (dům „Zelená Hora“ – dnes hostinec U černého orla), protože hrad Házmburk byl již zpustlý a rovněž tvrz v Libochovicích nebyla obyvatelná. Kryštof Zajíc prodal roku 1558 svůj díl panství Janu staršímu z Lobkovic. Roku 1564 prodal jeho bratr Jiří Zajíc svůj díl témuž pánovi. Tím končí panství házmburské a vzniká panství libochovické, ke kterému v té době patřilo městečko Libochovice a 11 vesnic: Klapý, Sedlec, Vojnice, Lkáň, Třtěno, Radovesice, Dubany, Poplze, Křesín, Levousy a Horka.

Jan starší z Lobkovic, pán na Zbirohu a Točníku, od roku 1554 nejvyšší hofmistr království českého, vyprosil u císaře Ferdinanda I. povýšení Libochovic na město, což se uskutečnilo zakládací listinou dne 7. srpna 1560. Město získalo právo pečetit červeným voskem, namísto dosavadního zeleného a právo jmenovat 12 konšelů.  Jan starší z Lobkovic nechal na místě původní gotické tvrze postavit renesanční jednopatrový zámek, dodnes zachovaný v půdorysech současné stavby. Stavba měla pravidelný obdélníkový půdorys, ústřední dvorec uprostřed byl na všech stranách uzavřen obytnými křídly. Bližší podrobnosti o jejím vývoji se bohužel nedochovaly, ale podle doložených zpráv bylo na zámku až 29 místností, což svědčí o poměrně rozsáhlé budově. Pozdně gotická kaple, která v té době sloužila jako „vobecní kostel“ byla spojená se severním křídlem můstkem, či pavlačí, později přístavbou (prampouchem). K západní straně kaple přiléhá renesanční věž, původně zvonice kostela, později vodárna, která nese zbytky renesančních sgrafit (sgrafito=kresba na fasádě, vzniklá vyrytím ve vrchní vrstvě omítky na spodní, jinak zbarvenou vrstvu).  Renesanční podobu zámku dále připomínají  zdvojená okna v západním křídle zámku, kdy bylo při barokní přestavbě využito zachovalého zdiva. Zbytky renesančních sgrafit jsou také patrné v dolní části vnější zdi severního křídla. 

Po  smrti Jana staršího z Lobkovic se ujal vlády panství jeho syn Jiří Popel z Lobkovic. Roku 1591 udělil Jiří Popel městu mnohé výsady, mezi nimiž byla též výsada vaření piva. Pivovar byl zřízen i v rozsáhlých sklepích pod zámkem. (Byl v činnosti až do roku 1864. Vzniklo tak rčení, že v Libochovicích mají zámek bez základů a pivovar bez střechy.) Jiří z Lobkovic vystupoval jako horlivý katolík ve věcech víry, ale i jako vůdce šlechty ve věcech politických proti císaři. Pro své provinění byl roku 1594 odsouzen k věčnému vězení na hradě Lokti, kde roku 1613 zemřel. Zkonfiskovaný majetek byl spravován komorou královskou.

Roku 1606 se kníže Zikmund Bathory vzdal svého knížectví sedmihradského ve prospěch císaře Rudolfa za náhradu 50 tisíc dukátů a doživotního užívání panství libochovického. Tehdy panství podle zemských desek obsahovalo: zámek a město Libochovice, pustý zámek Hazmburk a 17 vesnic (Radovesice, Poplze, Dubany, Křesín, Levousy, Vojnice, Vojničky, Lkáň, Klapý, Sedlec, Chotěšov, Slatinu, Černiv, Želevice, Horka, Lukohořany a Solany s tvrzí). Krátce nato se odstěhoval na libochovický zámek. Nechal v Libochovicích vydláždit náměstí, ale již následujícího roku jej ranila mrtvice a ochromila jej na obě nohy a jednu ruku. Byl k němu povolán lékař ze Sedmihradska, který Zikmunda vyléčil. Báthory však v Libochovicích dlouho nepobyl. Již roku 1610 byl rovněž pro pikle proti císaři zajat a v Praze uvězněn (zřejmě již v únoru 1610). V pražském vězení pak 27. března 1613 ve věku 41 let zemřel, údajně raněn mrtvicí.

Panství libochovické bylo po smrti Bathoryho zadáno nejvyššímu purkrabímu Adamu ze Šternberka, který v roce 1613 a 1614 stvrdil městu jeho výsady a svobody. Roku 1619 však ujel ze země, aby se jako věrný přívrženec Habsburků nestal účastným zavržení Ferdinanda II. a stavové potom jeho statky zkonfiskovali.

Není známo, kdo se stal v té době majitelem neb správcem libochovického panství. Je však zaznamenáno, že se do Libochovic uchýlil roku 1620 Jan Adam Nostic s rodinou. Regentem panství byl v tom čase Matěj Planický. V době třicetileté války musilo město snášet velká utrpení a jeho okolí bylo takřka vylidněno. Na okolních farách nebyli kněží, a proto také v libochovické farní matrici shledáváme zápisy o křtech, pohřbech a svatbách z Břežan, Strádonic, Orasic a jiných vzdálených obcí. Po Bílé hoře bylo libochovické panství opět vráceno Šternberkům. Majetku se ujal František ze Šternberka a po něm v roce 1648 Václav Vojtěch ze Šternberka. Za jeho držení roku 1661 došlo v Libochovicích k velkému požáru, při kterém vyhořel i zámek. Obnova byla finančně nákladná, proto Václav Vojtěch ze Šternberka prodal roku 1676 celé libochovické panství rakouskému šlechtici – hraběti (později knížeti) Gundakarovi z Dietrichsteina.

Dne 13. prosince 1682 uzavřel Gundakar Dietrichstein smlouvu s roudnickým stavitelem, Italem, Antoniem della Portou na přestavbu zámku do raně barokní podoby. Přestavba byla dokončena v roce 1690 a od té doby nebyl zámek, vyjma interiérů východního křídla, které vyhořelo v roce 1800, přestavován. Stavbu samotnou prováděl podle Portova projektu Štěpán Ricz také z Roudnice a kamenické práce po celou dobu přestavby zámku vykonával jeden kamenický mistr, Jakub Mithoffer, rovněž z Roudnice. Antonio della Porta (1631–1702) patřil k nejzaměstnávanějším architektům a stavitelům své doby v Čechách.

Portovy zámecké stavby vycházejí ještě z renesančních půdorysných schémat a jejich členění stěn vysokým pilastrovým řádem na vysokých rustikových podstavcích s četnými jinými architektonickými znaky, svědčí o zřejmé znalosti architektury Alexandra Palladia a současně i o vlivu raně barokní vídeňské a rakouské architektury. Porta přišel do Libochovic z Roudnice, kde pro Lobkovice stavěl v letech 1668–1684. V Libochovicích postavil raně barokní stavbu, jejíž čtyři křídla svírají uprostřed obdélný dvůr. Dynamismus fasádám dodávají střídající se trojúhelné a obloukové nadokenní štíty. Jednotlivé okenní osy jsou odděleny vpadlými poli, sestavenými do pásů. Budovy zámeckého komplexu (konírny apod.) postavil Porta až v letech 1690–1697. Barokní portál u zámecké kaple byl přistavěn mnohem později, až v roce 1902, kdy byl převezen do Libochovic ze starého Dietrichsteinského paláce ve Vídni. Kamenný erb nad vchodem do zámku – součást raně barokního portálu, byl zhotoven kameníkem Janem Brokofem v roce 1690 za 150 zlatých. V držení Dietrichsteinů byl zámek až do poloviny 19. století.

Roku 1858 převzal libochovické panství manžel Terezie z Ditrichsteinů, nejstarší dcery knížete Josefa z Dietrichsteinů, Jan Bedřich hrabě z Herbersteinů. V době, kdy vlastnili Herbersteinové libochovický zámek, vznikla i dnešní podoba stěn a stropů. Interiéry zámku jsou z největší části zachovány v původní barokní podobě, postupně pouze doplňované modernějším zařízením tak, jak ho vyžadovala potřeba jejich obývání až do 40. let 20. století. Pouze část východního křídla byla upravena počátkem 20. století, neboť koncem 19. století toto křídlo vyhořelo. Reprezentační místnosti zámku byly podle tehdejších zvyklostí umístěny v prvním poschodí – tzv. Piano nobile. S nádvořím je první patro spojeno dvěma výstavními barokními schodišti – na jižní a západní straně. Schodiště spolu s reprezentační prostornou schodišťovou halou vytvářely v baroku důležitou součást dynamické dispozice zámeckých interiérů. Schodiště lemuje barokní kamenná balustráda a zastropuje jej barokní klenba. Herbersteinové libochovické panství vlastnili až do roku 1945, kdy bylo státem zkonfiskováno a rozděleno dle zásad nové pozemkové reformy. Zámek s parkem převzala Státní památková správa. 

Herbersteinové na Libochovicích

Libochovický velkostatek

Cesty hraběte J. J. Herbersteina

V současné době je zámek Libochovice pod správou Národního památkového ústavu, územní památkové správy v Praze. Dne 1. ledna 2002 byl prohlášen národní kulturní památkou.