Die Burg entstand unter Heinrich VI von Wallsee in den Jahren 1368 bis 1388. Die Walseer, oder eigentlich Waldseer, waren ein bedeutendes staufisches Ministerialengeschlecht, das mit Rudolf von Habsburg aus Schwaben nach Österreich gekommen war.

Mit Reinprecht V starben die Wallseer 1483 aus. Während der gesamte Lehensbesitz an den Landesfürsten zurückfiel, kam Wallsee, das 1469 durch Kaiser Friedrich III zu freien Eigen erhoben worden war, über seine Tochter Barbara im Erbweg an Reinprecht von Reichenburg. Als 1570 auch diese Familie erlosch, wechselten die Besitzer recht häufig, bis 1630 der kaiserliche Oberst Heinrich Guiard de St. Julien Wallsee erwarb.

Seine Nachkommen bauten die Burg großzügig zum Schloss aus. 1755 musste Graf Nikolaus von St. Julien die bereits unter Zwangsverwaltung stehende Herrschaft verkaufen. Käufer war Generalfeldmarschall Leopold Graf Daun. Er ließ eine gründliche Renovierung des Schlosses durchführen. Sein Enkel starb kinderlos. Die Witwe verkaufte Wallsee 1810 an Franz Carl Graf Wimpffen, der schon sieben Jahre später die Herrschaft an den Grafen Wickenburg veräußerte. 1862 erwarb Herzog Ernst von Sachsen-Coburg-Gotha Wallsee. Sein Neffe verkaufte das Schloss 1895 an Erzherzog Marie Valerie und ihren Gatten Erzherzog Franz Salvator. Da das Gebäude von seinen bisherigen Besitzern nur selten bewohnt wurde, war es bereits in einem sehr schlechten Zustand. Es kam daher zwischen 1895 und 1897 zu einer Generalsanierung, ohne diese das Gebäude bereits einige Jahre später zur Ruine geworden wäre. Das Schloss befindet sich nach wie vor im Besitz der Familie Salvator-Habsburg-Lothringen und wird auch von ihr ständig bewohnt.

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