Zamek zbudował Jakub Sobieski w latach 1634-1636. Po jego śmierci stał się własnością jego syna, króla Jana III Sobieskiego. W 1740 roku zamek kupili Radziwiłłowie. Potem własność państwowa, od 1872 mieściło się tam więzienie. Od 1939 roku więzienie NKWD.
W czerwcu 1941 roku NKWD rozstrzelało 649 więźniów. Ciała ofiar oprawcy wrzucali do głębokiego dołu wykopanego na dziedzińcu zamku.
Niemcy wykorzystali to do zorganizowania pogromu Żydów.
W skład zamku wchodzą dwa budynki pałacowe. Pierwszy to tzw. duży pałac o wymiarach 72х22 metry. Budynek jest odrestaurowany. W czasie remontu odkryto 6 toalet z początku XVIII wieku. Mieści się w nim muzeum. W sumie jest tam 550 eksponatów, w tym 122 obrazy, starą broń i klimy, związane głównie z historią zamku i Złoczowa.
Tzw. pałac chiński pochodzi z końca XVII wieku. Zbudowano go w stylu wschodnim na życzenie Jana III Sobieskiego dla jego ukochanej Marysieńki. Mieści się tam Muzeum Kultur Wschodu. Można tam obejrzeć między innymi fragmenty egipskich sarkofagów i wschodnie tkaniny z XVII-XVIII wieków.
Przez resztę wojny i potem aż do 1954 roku znajdowało się tu więzienie.
Obecnie zamek stanowi „Rezerwat Historyczno-Kulturowy”.
Skrzyneczka to mały klipsiak ukryty w murze zamku.