Budowla w zasadzie została ukończona w 1604 r. Zespół pałacowy był przebudowywany i odbudowywany wiele razy na przestrzeni wieków – w stylu baroku, klasycyzmu, neogotyku.

W 1446 roku król Kazimierz Jagiellończyk przekazał Nieśwież Mikołajowi Niemirowiczowi, bojarowi litewskiemu, który wybitnie przysłużył się wyniesieniu Kazimierza Jagiellończyka na tron. Rok ten uważa się za właściwą datę założenia Nieświeża, którą potwierdzają źródła historyczne. Po Niemirowiczu Nieśwież przechodzi w posiadanie litewskiego rodu Kiszków, którzy są właścicielami Nieświeża i istniejącego tu drewnianego zamku do 1533 roku. Po Annie z Kiszków miejscowość przeszła na własność jej synów Mikołaja Radziwiłła „Czarnego” i jego brata Jana. W 1551 r. tutaj zostały sprowadzone radziwiłłowskie archiwa, a w 1586 r. cały majątek został zamieniony w ordynację.

5 grudnia 1655 roku należący do popierającego króla Polski Michała Kazimierza Radziwiłła zamek zajęło na skutek zdrady 367 żołnierzy słuckiego garnizonu Bogusława Radziwiłła pod dowództwem Adama Wollaxa. W 1657 roku pałac dostał się w ręce Rosjan. Z analizy spisu majątku z 1658 r. wynika, że straty poniesione przez zamek nie były duże.

W 1706 podczas III wojny północnej, armia króla szwedzkiego Karola XII zajęła posiadłość i zniszczyła fortyfikacje. Kilka lat później Radziwiłłowie sprowadzili niemieckich i włoskich architektów, którzy odnowili i powiększyli zamek.

Ciekawą postacią zamieszkująca dobra nieświeskie był Karol Stanisław Radziwiłł (Panie Kochanku), przeciwnik Stanisława Augusta Poniatowskiego, znany z przepychu i rozpustnego życia. 
Podczas konfederacji barskiej w 1770 r. zamek został zajęty przez Rosjan, a Radziwiłłowie zostali wygnani. Nieco później ich archiwa zostały przewiezione do Petersburga (gdzie znajdują się do dziś), a większość zebranych w pałacu dzieł sztuki została podzielona między rosyjskich szlachciców. Opuszczone przez rodzimych właścicieli i wojska rosyjskie dobra nieświeskie zaczęły popadać w ruinę. W 1785 na zamek przybył król Stanisław August Poniatowski.

Armia Rosyjska po raz kolejny przejęła posiadłość po 1812 roku, w odwecie za udział ówczesnego ordynata Dominika Hieronima Radziwiłła w wyprawie na Moskwę (stał na czele własnego pułku jazdy). Pomiędzy 1881 a 1886 r. posiadłość powróciła w ręce Radziwiłłów i nastąpiła gruntowna renowacja.Kolejny wielki cios dla obrazów, mebli, wyposażenia wojennego i innych bogatych eksponatów przyniosła I wojna światowa.

W dwudziestoleciu międzywojennym nieświeski zamek zasłynął ze spotkania marszałka Józefa Piłsudskiego z polskimi arystokratami, manifestując chęć współpracy z kołami ziemiańskimi. Do tego spotkania doprowadził m.in. Stanisław Mackiewicz, który tak opisywał wnętrza zamku w Nieświeżu: „Olbrzymie zamczysko składało się z sal ozdobionych setkami radziwiłłowskich portretów, setkami zbroi i rozwieszonymi pasami słuckimi (...) jedynym oświetleniem były świece. Światła tych świec, niespokojne i nastrojowe, kładły się na kolorach odwiecznych portretów. odbijały się blaskami w zbrojach”. W tym czasie na zamku znajdowało się około 2.000 kompletów zbroi, setki bezcennych obrazów, kolekcji przeróżnych eksponatów, pamiątki rodzinne Radziwiłłów.

Po zakończeniu II wojny światowej Radziwiłłowie i inni Polacy z Kresów Wschodnich zostali wygnani z ziemi ojczystej. Nieśwież został wcielony do Białorusi, władze białoruskie przekształciły wspaniałą rezydencję Radziwiłłów w sanatorium. Zamek był sukcesywnie ograbiany i niszczony (podobnie poczyniono z wielowiekowym parkiem), z dawnych wspaniałości sztuki europejskiej i bogatego wystroju wewnętrznego zostało zaledwie kilka pieców i kominków, oraz gdzieniegdzie „strzępy” przedwojennego parkietu.

Bardzo ważną budowlą Nieświeża jest połączony z zamkiem kościół jezuitów pw. Bożego Ciała, zbudowany w latach 1587 - 1603. Stanowi on mauzoleum 102 członków rodziny Radziwiłłów. Każda wykonana z brzozy trumna jest oznaczona rodowym herbem Trąby. Kościół został zaprojektowany przez polskiego architekta włoskiego pochodzenia Jana Marii Bernardoniego na wzór Il Gesù w Rzymie jako pierwsza na świecie bazylika z kopułą i barokową fasadą, rozpoczynając epokę baroku zarówno w Polsce jak i Europie Wschodniej. Oprócz kunsztownych nagrobków we wnętrzu można zobaczyć późnobarokowe freski wykonane około 1760 r. oraz wyrzeźbiony w 1583 r. przez weneckich rzeźbiarzy ołtarz przedstawiający Jezusa ukrzyżowanego.

Obecnie
W 1994 r. zespół zamkowy został uznany za narodowy pomnik historii i kultury przez władze białoruskie. W 1997 roku rozpoczęto restaurację zamku. W 2001 r. zespół zamkowy został przekazany Narodowemu Muzeum-Rezerwatowi Historyczno-Kulturalnemu Nieśwież. W 2002 r. z powodu karygodnych zaniedbań najwyższe piętro budynku zostało zniszczone przez pożar. W 2004 roku przebudowano także zwieńczenie wieży według wyglądu z XVII wieku, niepasujące do stylu zamku. W 2012 roku przywrócono poprzedni hełm wieży. W 2005 r. dzięki wielkim wysiłkom i inicjatywie m.in. Polaków, architektoniczny, rezydencjalny i kulturalny zespół rodu Radziwiłłów został wpisany na listę światowego dziedzictwa UNESCO. Jednak mimo tego profanacja obiektu nie ustała. Rekonstrukcja zamku pociągnęła za sobą wiele ostrych krytyk ze względu na nieuzasadnione prace i dopuszczenie do zniszczeń. W marcu 2008 r. podczas prac renowacyjnych Białorusini wyburzyli część zamku - zniszczona została jedna z galerii łączących główny korpus pałacowy ze skrzydłem bocznym zamku. Zamek otwarto dla zwiedzających 21 lipca 2012 roku.