1762 erwarb die nahegelegene Benediktinerabtei Echternach eine kleine Eisenhütte oberhalb Bollendorfs. Als diese „Altschmiede“ eine Produktionsvergrößerung nicht zuließ, entschloss sich die Abtei, am nahe gelegenen Weilerbach 1777 bis 1779 eine neue größere Eisenhütte zu errichten. Sie umfasste eine Schmelze, ein Pochwerk, ein Großhammerwerk und drei Klein-hammerwerke., ein Schneidewerk, eine Gießerei und eine Sägemühle. 1780 wurde vom letzten Echternacher Abt, dem baufreudigen Emmanuel Limpach, das Schloss als Verwaltungssitz der Hütte und Sommerhaus des Abtes errichtet. Architekt war der aus Österreich stammende Paul Mungenast.
Nur wenige Jahre erfreuten sich die Mönche ihres Barockschlosses .1794 besetzten französische Revolutionstruppen Echternach und Weilerbach. Schloss und Hütte wurden versteigert. Unter den ersten privaten Besitzern ragt Nicolas Vincent Legier (+ 1827), Direktoriums-kommissar für das Wälderdepartement, hervor. 1832 erwarb die luxemburgische Indurstriellenfamilie Servais die Liegenschaft. Die Entwicklung der Eisenhütte verlief bis ins frühe 20. Jahrhundert insgesamt positiv. Jedoch beeinflussten wechselnde politische Zugehörigkeiten und die Zölle der Absatzgebiete die weitere Entwicklung. 1840 waren 134, später bis zu 220 Arbeiter hier beschäftigt.
Nach dem 1. Weltkrieg begann der Niedergang. Nach 1945 wurde nur mehr eingeschränkt produziert. Hergestellt wurden Gusseisen und Roheisen, seit 1841 auch Stahl. Von den Produkten der Weilerbacher Hütte sind bis heute besonders Takenplatten und Öfen aus Gusseisen bekannt. Nach 1850 hatte die Hütte große Erfolge mit eigens konstruierten landwirtschaftlichen Geräten wie Dreschmaschinen und Keltern.
1944 wurde das Schloss, welches die Familie Servais 1930 noch grundlegend instand gesetzt hatte, durch Artilleriebeschuss stark beschädigt. Es war unbewohnbar und stand in der Folgezeit leer. Nach Einstellung des Hüttenbetriebes im Jahre 1958 verfielen einige Hüttenbauwerke oder wurden abgerissen. 1961 verhinderte die Aufbringung eines Notdaches den vollständigen Untergang des Schlosses. Schließlich hat die Gewerbebau und Treuhand gbt GmbH Trier das Schloss mit dem dazugehörigen Areal im Jahre 1986 erworben. In den Jahren 1987 bis 1992 wurde das Schloss vollständig nach denkmalpflegerischen Grundsätzen restauriert. Im Jahre 1992 hat der Eifelkreis Bitburg-Prüm das Schloss mit dem angegliederten Garten und den Nebengebäuden sowie die frühere Hüttenanlage erworben. Teilflächen des Schlossgebäudes sind vermietet. Der im 1. Obergeschoss gelegene Festsaal wird für unterschiedliche kulturelle Veranstaltungen genutzt. Häufig finden dort standesamtliche Trauungen statt. Das Verwalterhaus sowie das am Schlossweiher gelegene Pförtnerhaus sind ebenfalls vermietet. In der ehemaligen Remise befindet sich ein Museumscafé, in dem Produkte der Weilerbacher Hütte ausgestellt sind. Die Gebäude und Bauwerke der früheren Eisenhütte sind über einen Zeitraum von 10 Jahren gesichert und saniert worden. Es finden gelegentlich Führungen und Veranstaltungen dort statt.