Der Dreißigjährige Krieg war noch in vollem Gang, als Herzog Ernst der Fromme, Souverän des gerade erst aus einer Landesteilung hervorgegangenen Herzogtums Sachsen-Gotha, 1643 mit dem Bau von Schloss Friedenstein begann. Der Name ist Programm. Das neue Herzogtum sollte sich vor dem Hintergrund des Kriegs zum Musterstaat entwickeln, in dem unter Friedensbedingungen Wirtschaft, Religion und Bildung gediehen. Außerdem entstand das Schloss an der Stelle des Vorgängerbaus Grimmenstein, der 80 Jahre zuvor zur Vergeltung für die Auflehnung Johann Friedrichs II. gegen den Kaiser geschleift worden war.
In verhältnismäßig kurzer Zeit, bis 1656, wuchs das Schloss auf seine Dimensionen von 140 mal 100 Metern heran. Es sollte alle wichtigen Funktionen des Staatswesens aufnehmen und machte dabei zugleich die Hierarchie ablesbar. Der Nordflügel als höchster Teil des Gebäudes nahm die Schlosskirche und im zweiten Obergeschoss die herzoglichen Repräsentationsräume auf, darunter einen gewaltigen Saal. In den Seitenflügeln und Türmen kamen die Regierungs- und Verwaltungsräume unter, außerdem Archiv, Kunstsammlungen und Bibliothek.
Noch im 16. Jahrhundert kam es zum umfassenden Umbau in den Innenräumen. Die Schlosskirche wurde erneuert und der Saal im zweiten Obergeschoss wesentlich verkleinert. So konnten die herzoglichen Appartements erweitert und zu Enfiladen ausgebaut werden, wie es dem Bedürfnis der Zeit nach zeremonieller Differenzierung entsprach.
Bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts kam es danach immer wieder zu Neugestaltungen von Innenräumen, hervorhebenswert besonders die klassizistische Raumfolge im zweiten Obergeschoss des Westflügels aus der Zeit um 1800 und die Herzogstreppe im Ostflügel.
Schon bei der Errichtung des Schlosses wurden Gärten angelegt. In der Mitte des 18. Jahrhunderts entstanden dann im Abstand von nur 20 Jahren zwei Gartenkunstwerke, die vollkommen verschiedenen Stilen angehören. In den 1740er Jahren wurde die Orangerie angelegt und mit repräsentativen Treib- und Winterungsgebäuden versehen – alles in symmetrischen Formen und ornamental mit Beeten und Stellplätzen für die exotischen Pflanzen besetzt. Ab 1767 entstand dann der Englische Garten als einer der frühesten Landschaftsparks auf dem Europäischen Kontinent. Im 19. Jahrhundert wurden die bestehenden Gartenanlagen dann zu dem weitläufigen Herzoglichen Park verbunden, der heute das Schloss umgibt.
