Замок Нойшванштайн стоит на месте двух крепостей, переднего и заднего Швангау, на момент начала работ лежавших в руинах. Король Людвиг II приказал на этом месте путём взрыва скалы опустить плато приблизительно на 8 м и создать тем самым место для постройки «сказочного дворца». После строительства дороги и прокладки трубопровода 5 сентября 1869 года был заложен первый камень для строительства огромного замка. Оно было поручено придворному архитектору Эдуарду Риделю. Мюнхенский мастер Кристиан Янк. воплощал его планы в художественные виды, т. н. «ведуты» (живописные изображения). Король настоял на личном одобрении каждого чертежа, и его участие в разработке оказалось столь значительным, что замок стали считать его личным творением.
В 1869—1873 годах были построены ворота. Личные покои короля на 3 этаже, а также комфортабельные помещения на 2 этаже способствовали удобству всего строения. Начиная с 1873 года строительные работы велись в очень напряжённом темпе, однако спустя десятилетие так и не были завершены, и король решил переселиться в недостроенный замок в 1884. Год спустя в замке отметили 60-летие матери Людвига Марии. В общей сложности король прожил в замке 172 дня, и в момент его смерти в июне 1886 строительство всё ещё не было закончено.
В 1880 году на стройке было занято 209 плотников, каменотёсов и подсобных рабочих. После смерти короля в 1886 году все строительные работы были приостановлены. На тот момент стоимость замка превысила семь с половиной миллионов марок, при изначальной стоимости всего проекта в 3,2 миллиона. Огромные государственные затраты на строительство этого замка стали одним из аргументов для объявления Людвига II недееспособным и отстранения его от престола. Сам король остался должен своим кредиторам ещё большую сумму. Всего через шесть недель после смерти Людвига вступивший в права регент принял решение открыть замок для платного посещения, чтобы вернуть долги, а также постепенно завершить проект. В течение нескольких лет работы завершились, но планы короля не были воплощены в полной мере: не был окончательно достроен рыцарский зал, 90-метровая башня с церковью не была построена вообще, так же как и ещё несколько помещений и большой парк с террасами и фонтаном к западу от строения. Тем не менее замок оказался главной местной достопримечательностью, к 1899 году долг был полностью погашен, и с этого момента Нойшванштайн стал стабильным источником дохода для казны, по сей день продолжая привлекать всё новых и новых туристов со всего мира.
