Istorija Šenbruna i njegovih prethodnika seže u srednji vek. Celokupno imanje se od početka 14. veka nazivalo „Katerburg“ (= ime mesta). Pored mlina, na lokalitetu su se uzgajali vino i poljoprivredni proizvodi.
Godine 1569. imanje je preko Maksimilijana II ušlo u habzburško vlasništvo koje je obuhvatalo kuću, mlin, štalu, vrt i voćnjak. Maksimilijanovo glavno interesovanje bilo je proširenje zoološkog vrta, koji je prvenstveno bio namenjen držanju lokalne divljači i živine. Egzotična živina poput paunova i ćurki takođe je držana u fazanskom vrtu.
Maksimilijanov drugi naslednik, car Matija, koristio je ovo područje za lov i, prema legendi, tokom jednog od svojih lovačkih izleta 1612. godine otkrio je izvor koji je kasnije tom kraju dao ime „Lepa česma”.
Šenbrun, sa svojom kućom i zoološkim vrtom, nije bio pošteđen razaranja povezanih sa drugom turskom opsadom 1683. Car Leopold I, koji je posedovao palatu od 1686. godine, odlučio je da prepusti Šenbrun prestolonasledniku Jozefu i da mu sagradi reprezentativnu novu zgradu.
Njegov naslednik, car Ferdinand II i njegova žena Eleonora fon Gonzaga, oboje strastveni lovci, takođe su izabrali Šenbrun kao mesto za lovačke zabave. Posle Ferdinandove smrti 1637. godine, imanje je postalo rezidencija udovice, a carica koja je volela umetnost ovde je vodila živ društveni život, za koji joj je bio potreban reprezentativan arhitektonski ambijent. Zbog toga je oko 1642. godine sagradila palatu za uživanje, što je pratilo i preimenovanje imanja u ime „Šenbrun“, koje se prvi put pominje u dokumentima iste godine.
Izgradnja lovačkog zamka u podnožju brda izvedena je, za razliku od prvobitnog, uglavnom utopijskog projekta koji je predviđao ekspanzivne pristupne rampe, kolonade i vodene objekte od reke Beč do zamka na brdu. Ceo kompleks je određen centralnom osovinom u stilu baroknog dvorskog kompleksa.
1728. godine je preuzeo car Karlo VI. Šenbrun, koji je posećivao imanje samo da bi pucao na fazane. Na kraju je dao kompleks svojoj ćerki Mariji Tereziji, koja je oduvek volela zamak i okolne bašte. Vladavina Marije Terezije bila je briljantna era za Šenbrun. Zamak je postao centar dvorskog i političkog života.
Na izričit zahtev Marije Terezije, u severnom krilu dvora podignuto je dvorsko pozorište koje je svečano otvoreno 1747. godine. Brojna caričina deca, između ostalih, radila su kao pevači i glumci. Od mladosti se istakla kao talentovana pevačica.
Palata Šenbrun je bila nenaseljena od 1780. godine nakon smrti Marije Terezije i otvorena je tek početkom 19. veka za vreme cara Franca II/I. U ovoj eri je i Napoleon dva puta okupirao Šenbrun 1805. i 1809. godine, koji je takođe živeo u nekadašnjim sobama carskog stana Franca I. Stefana u istočnom krilu.
Povodom predstojeće svetske izložbe u Beču 1873. godine i nakon smrti Franca Karla i Sofije, roditelja Franca Jozefa, od 1869. do 1880. godine vršene su obimne restauracije nekadašnjeg rokoko stila iz 18. veka, koji su dopunjeni ili u carskom neorokokou stilu restaurirani.