Katterburg và dinh Gonzaga gần sông Wien năm 1672. In  phía sau là ngọn đồi, sau này có công trình kiến trúc tiểu đình Gloriette.Schönbrunn từ mặt tiền, do Canaletto vẽ năm 1758Dinh Schönbrunn và thành phố Wien, nhìn từ tiểu đình Gloriette.

Năm 1569, hoàng đế Maximilian II của Đế quốc La Mã thần thánh đã mua khu đất ở dưới chân đồi bên cạnh sông Wien, phía tây thành phố Wien, giữa Meidling và Hietzing, nơi người chủ cũ đã xây 1 lâu đài gọi là Katterburg từ năm 1548. Hoàng đế ra lệnh rào chung quanh và thả các thú vật như gà lôi, vịt, hươu nai vv... Dùng làm nơi săn bắn giải trí cho triều đình. Trong 1 khu nhỏ riêng biệt cũng có các loài chim lạ như gà tây, (chim) công vv... Và 1 ao thả cá.

Tên Schönbrunn ("giếng nước đẹp"), xuất xứ từ 1 giếng phun, cung cấp nước cho triều đình.

Trong thế kỷ tiếp theo, khu vực này vẫn được dùng làm khu săn bắn vui chơi, nhất là hoàng hậu Eleonore Gonzaga (1598-1655), người thích săn bắn, thường dùng nơi đây làm nơi cư trú, sau khi chồng là hoàng đế Ferdinand II từ trần.

Trong thời Thổ Nhĩ Kỳ chiếm đóng năm 1683, các tòa nhà đã bị phá hủy.

Hoàng đế Leopold I ra lệnh cho kiến trúc sư Johann Bernhard Fischer von Erlach thiết kế để xây 1 Dinh khác (thay cho dinh bị phá). Bản thiết kế ban đầu quá không tưởng và quá đắt, nên không được chấp thuận. Bản thiết kế thứ hai thực tế hơn và được chấp thuận. Việc xây dựng bắt đầu từ năm 1696 và sau 3 năm, các lễ hội đã được tổ chức trong phần trung tâm của Dinh.

Sau này nữ hoàng Maria Theresia của Áo ra lệnh cho viên kiến trúc sư triều đình là Nicolò Pacassi kiến thiết lại Dinh và Vườn theo phong cách kiến trúc Rococo. Vào cuối thời nữ hoàng Theresia, dinh Schönbrunn là trung tâm của đế quốc Áo và là nơi cư ngụ của hoàng gia trong mùa hè cho tới khi Karl I thoái vị năm 1918.

Trong thế kỷ 19 dinh này gắn bó với hoàng đế Franz Josef I. Ông ta sinh tại đây, sống phần lớn quãng đời tại đây và từ trần tại đây ngày 21.1.1916.

Sau khi chấm dứt chế độ quân chủ và thành lập nước Cộng hòa Áo năm 1918, Dinh Schönbrunn thuộc sở hữu quốc gia và được bảo tồn như 1 nhà bảo tàng.

Sau thế chiến thứ hai và trong thời gian quân Đồng Minh chiếm đóng Áo (1945-55), Dinh Schönbrunn được sử dụng làm trụ sở cho phái bộ Anh và tổng hành dinh của quân đội Anh đóng tại Áo.

Dinh Schönbrunn cũng đã được dùng làm nơi họp giữa tổng thống Hoa Kỳ John F. Kennedy và tổng bí thư đảng cộng sản Liên Xô Nikita Khrushchev năm 1961.