Um 930 ist die Burg als Grenzfeste Böhmens gegen die Markgrafschaft Meißen entstanden. In der Dohnaischen Fehde wurde die bestehende Burganlage zerstört. Nachdem 1410 Günter von Bünau Liebstadt vom Meißner Markgrafen zum Lehen erhalten hatte, ließ ab 1453 sein Sohn, Landvogt Heinrich von Bünau , die Burg als feste Wehranlage gegen Überfälle böhmischer Raubritter neu errichten.  Der 37 m hohe Turm hat bis zu 4 m dicke Mauern.
Zwingergraben, Zugbrücke und Wehrgang tragen noch die Züge der spätgotischen Burg. Im Südflügel, dem sogenannten Wasserhaus, wurde das aus dem Schafhofbrunnen in Holzröhren zufließende Trinkwasser gelagert. Im 16. und 17. Jahrhundert entstand aus der alten Ritterburg das Wohnschloss der Familie von Bünau. Nach seiner Zerstörung während des Dreißigjährigen Krieges waren die Bünaus ruiniert. Sie mussten die Herrschaft an Obrist Detlef von Wedelbusch abtreten, der sie kurze Zeit später der Familie von Birkholz verkaufte. Die neuen Herren ließen das hohe Fachwerkobergeschoss des Hauptgebäudes abreißen, die Seitenflügel aufstocken und das ganze Bauwerk unter ein einheitliches Dach bringen.
Nachdem Schloss und Herrschaft 1774 an die Familie von Carlowitz gelangt waren, erfolgten bis 1931 weitere Umbauten: Das Schloss erhielt sein heutiges, neugotisches Gesicht. Der englische Höhenpark wurde angelegt, Turmkopf und Festsaal im Geist der Romantik gestaltet.
1931 gelangte das Schloss im Zuge der Zwangsversteigerung für 244.000 Reichsmark an den Gründer und Generaldirektor der Leo-Werke Dresden, Dr. Heinsius von Mayenburg. Nach dessen plötzlichen Tod im Jahr 1932 wurde Generalmayor Eckhardt von Loeben als Verwalter eingesetzt. Ab 1945 war  das Schloss Eigentum des Volkes. Nach der Wende bis zum Verkauf 2007 befand es sich im Eigentum der Stadt Liebstadt. Seit Juli 2007 befindet sich Schloss Kuckuckstein im Privatbesitz.