Im 13. Jahrhundert lag das Gebiet der heutigen Stadt im Hoheitsbereich der Niedergrafschaft Tecklenburg, die das Gerichtsrecht besaß und dem Bischof von Osnabrück, der hier das Jagdrecht hatte. Um seine Ansprüche durchzusetzen, baute Fürstbischof Gottfried von Arnsberg 1344/45 ein Castrum, einen Festungsturm mit Wohnteil, erhalten in dem auf der Burginsel aufragenden Turm.
Bis um 1600 entstanden nach und nach die übrigen Gebäude des Schlosses auf der heutigen Schlossinsel, zunächst der Südflügel, der heute die katholische Kirche beherbergt, dann der Nordflügel, schließlich der Zwischenflügel. In ihm wurde im 17. Jahrhundert das Amtsgericht eingerichtet und 1972 aufgelöst. Erst 1974 wurde der Westflügel erstellt.
Die heutigen Torhäuser dienten seinerzeit als Stallgebäude. Die Burg war im 30-jährigen Krieg zu einer starken Festung mit Wall und Graben sowie Bastionen ausgebaut. Bereits im 15. Jahrhundert war die Burg Sitz des größten fürstbischhöflich osnabrückischen Amtes und Ort der Rechtsprechung.
Folgebesitzer der Anlage wurde 1972 die neugegründete Samtgemeinde Fürstenau. Nach Renovierungsarbeiten und dem Neubau des Westflügels 1974 wurden die Gebäude ihr Verwaltungssitz. Das alte Amtsgefängnis ist in dem ursprünglichen Zustand eines neuzeitlichen Gefangenenhaus noch heute erhalten, vermutlich eine Rarität.
1971 wanderte das Amtsgericht nach Bersenbrück, das Gefängnisgebäude diente bis 1972 noch als Jungendarrestanstalt. Dank der behutsamen und liebevollen Restaurierung durch den „Arbeitskreis Archäologie und Stadtgeschichte Fürstenau e. V.“ wird das historisch seltene Bauwerk seit Frühsommer 2019 für Veranstaltungen und Übernachtungen als Erlebnishotel genutzt. Im Schlossteich befindet sich die von der Schlossinsel aus begehbaren Nord-Ost-Bastion. Sie ist er einzige erhaltene Wehrbau dieser Art im Osnabrücker Land. Sie wurde vermutlich um 1527 erbaut und erhielt im 30-jährigen Krieg eine Erweiterung. Die Mauerstärken betragen 6m. Ihre ursprüngliche Höhe lag bei 8m über dem Wasserspiegel des Burggrabens. Das Gebäude hat einen Durchmesser von 25 m. Die Mauer von dieser Bastion zeigt den Verlauf der ehemaligen Festungsmauer in Richtung Zugbrücke.
Seit Abschluss der Restaurierungsarbeiten 1991 ist die Nord-Ost-Bastion zu Besichtigung freigegeben. Auf der Südseite des Schlosses ist die katholische Kirche „St. Katharina“ untergebracht. 1817 wurde der Südflügel, bestehend aus dem früheren Versammlungssaal und der Schlosskappelle (heutige Sakristei), als katholische Kirche eingerichtet und der heiligen Katharina geweiht. 1924 wurde sie um ein Seitenschiff mit Taufkappelle erweitert. Renovierungen erfolgten 1988 und 2018. Besonders sehenswert sind der Zelebrationsaltar mit einer Reliquie des hl. Bonifatius und der Ambo mit einer Darstellung seines Martyriums. Sie wurden anlässlich der 200-Jahr-Feier der Gemeinde 1989 geschaffen. Die Statue des hl. Petrus Canisius (1521-1597) erinnert an sein Wirken in Fürstenau.
Der alte Festungsturm mit seinem Helm von 1630 ist ein Wahrzeichen der Stadt Fürstenau. Die Sakristei mit Kamin und Stuckarbeiten von 1574 ist besonders bemerkenswert. So ist die gesamte Schlossanlage mit dem alten Amtsgefängnis, der Bastion, den Torhäusern und der Schlosskirche eine herausragende Sehenswürdigkeit.
