Herzog Friedrich I. verlegte Ende des 16. Jahrhunderts seine Hofhaltung in das Städtchen am Fuße der Alb, weil in Stuttgart die Pest wütete, und veranlasste den weiteren Ausbau. Eine wirtschaftliche und kulturelle Blütezeit erlebte Kirchheim, als das Schloss im 17. Jahrhundert Witwensitz des württembergischen Herrscherhauses wurde. Nach dem Tod von Herzog Carl Eugen veranlasste seine Witwe Franziska umfangreiche Umbauten. Die Schlossterrasse wurde angelegt, möbliert wurde im Empirestil. Auch Herzogin Henriette von Württemberg residierte hier als Witwe.
Die verschiedensten Nutzungen folgten: als Lazarett und Schule, als Heimatmuseum und Lehrerseminar. Heute treffen Sie in dem gut ausgestatteten Schlossmuseum fast originalgetreu die Wohnverhältnisse der prominenten Witwen Franziska und Henriette an.
Die Innenräume des Schlosses sind nur im Rahmen einer Führung zu besichtigen.