Ve 13.století držela Dětenice zchudlá větev pánů z Valdštejna, která se psala z Dětenic a postavila si zde nejspíše tvrz. Písemně je doložena poprvé roku 1404, kdy Dětenice patřily bratrům Janovi a Vilémovi Okořským z Dětenic. V 15. století se zde dále vystřídali Semečkové ze Semčic, Blektové z Útěchovic a od roku 1454 Valkounové z Adlar. V roce 1503 prodal dětenický statek Natanael z Černína Viktorinu Křineckému z Ronova. Když Viktorin roku 1510 zemřel, patřily ke statku tvrz, dvůr a ves Dětenice, vsi Osenice, Mcely, Studce, Studečky, Bošín a Jíkev. Křinečtí z Ronova přestavěli koncem 16.století starou gotickou dětenickou tvrz na renesanční. Na Dětenicích se udrželi až do roku 1622, kdy byl statek  Jiříkovi Křineckému zkonfiskován.

Získal ho Albrecht z Valdštejna, který už roku 1623 podstoupil Dětenice Adamovi z Valdštejna. Až do roku 1672 byly pak Dětenice spojeny s Rožďalovicemi. Poté je držel jako samostatné panství Oktavián Ladislav z Valdštejna a po jeho smrti jeho zeť hrabě Karel Bathyany. Ten prodal roku 1760 Dětenice Janu Kristiánu Clam-Gallasovi. Nový majitel nechal v letech 1762-1767 přestavět starou renesanční tvrz na čtvercový, pozdně barokní dvoupatrový zámek. Z původní renesanční tvrze zůstala jen věž s hodinami z roku 1619 v nárožní nové stavby. Přestavbu provedl Zachariáš Fiegert. V roce 1797 se stal majitelem panství baron Jakub Wimmer a od roku 1808 Wessenberkové.

Od roku 1878 vlastnili zámek maltézští rytíři, za nichž byly v letech 1878-1881 provedeny poslední větší stavební práce a to upraven vchod do zámku, nad jehož portál byl zasazen znak řádu, rozšířena výzdoba parku, kde k rokokovým sochám andílků a světců přibyla fontána a další sochy. V zámku byly soustředěny bohaté sbírky, zvláště zbraně. Dalšími majiteli byli bohatí průmyslníci Blochové a Řehákové. Po roce 1945 se stal zámek majetkem československého státu. Vznikl zde domov a škola pro děti vyžadující zvláštní péči. Dnes je zámek v soukromým majetkem  manželů Ondráčkových a areál je veřejnosti přístupný. Ve velmi citlivě opravených historických interiérech stojí za pozornost štuková a malířská výzdoba, sbírka barokních obrazů, dobového nábytku nebo pěkná kachlová kamna. Pozoruhodné jsou sbírky zbraní z celého světa či lovecké trofeje.Od roku 2003 také opraven pivovar a za pozornost stojí i středověká hospoda.