Первые укрепления на месте современного замка появились ещё в IX веке. Изначально замок был одной из важных крепостей Бургундского королевства и одновременно одной из официальных резиденций правителя. В 1011 году король Рудольф III подарил замок Novum Castellum своей жене Ирмингарде.
В конце XIV века замок унаследовали графы фон Фрайбург. В 1450 году в городе Невшатель случился большой пожар, который распространился и на постройки на замковой горе. В процессе восстановления замок был значительно перестроен. В это время большая часть зданий в романском стиле оказалась утрачена.
Сын Рудольфа IV маркграф Филипп (1454—1503) занимал высокое положение в Бургундском герцогстве. Он избрал Невшательский замок своей резиденцией. Вскоре крепость была значительно расширена и превратилась в просторный комплекс роскошных зданий.
С конца XIX века значительная часть зданий и помещений замка Невшатель используются для нужд местной исполнительной власти. Здесь размешается правительство и часть администрации кантона Невшатель.