Budowę rozpoczęto w 1905 (pierwsze prace terenowe miały miejsce jeszcze w 1904), a już pięć lat później architekt osobiście wręczył klucze cesarzowi w dniu 21 sierpnia 1910 roku podczas jego wizyty w Poznaniu, zwanej Posener Kaisertage (cesarz był tu jeszcze drugi raz – przy okazji oddania do użytku kaplicy zamkowej – 27 sierpnia 1913). Na ówczesne czasy wysoki koszt budowy wyniósł 5 milionów marek. Jest to najmłodszy zamek w Europie. Pierwszym i jedynym burgrabią (niem. – Schlosshauptmann) zamku (1906–1918) był pomorski ziemianin hrabia Bogdan Hutten-Czapski.

Najwspanialszym pomieszczeniem skrzydła reprezentacyjnego była Sala Tronowa nawiązującą do bizantyjskich bazylik. Z trzech stron oświetlały ją wielkie okna, otoczone wspartymi na kolumnach arkadami. Pomiędzy łukami umieszczono osiem posągów przedstawiających cesarzy niemieckich, a we wnęce środkowej arkady orientalny tron cesarski. Ponad nimi znajdowały się galerie dla gości i orkiestry. Wejście do tej części Zamku znajdowało się od strony ul. Wałowej (dzisiejszej ul. Kościuszki). Na tyłach pałacu w kierunku ul. Berlińskiej (dziś ul. Fredry) znajdował się ogród zamknięty od wschodu i północy pomieszczeniami dla służby oraz stajnią, garażami i wozownią (nazywaną też masztalarnią). Na dziedzińcu różanym po dziś dzień stoi Fontanna Lwów wzorowana na podobnej fontannie z Patio de los Leones w Alhambrze w Grenadzie. Od ulicy Św. Marcin główny budynek oddzielony był podwórzem otoczonym kutym, żelaznym płotem.

W okresie powojennym rozważano zburzenie budowli kojarzącej się z okresem zaborów i hitlerowskiej okupacji. Ostatecznie jednak (głównie ze względu na szczupłość środków finansowych) ograniczono się do usunięcia większości symboli nazistowskich i rozebrania uszkodzonej najwyższej kondygnacji wieży zegarowej. W 1948 roku Zamek przemianowany został na Nowy Ratusz i stał się siedzibą Miejskiej Rady Narodowej, a w 1962 – Pałacu Kultury. W dniu 6 czerwca 1979 Zamek Cesarski został wpisany do rejestru zabytków jako dobro kultury. Obecnym gospodarzem i administratorem budowli jest Centrum Kultury "Zamek". W sali tronowej mieści się kino pałacowe, w niektórych apartamentach funkcjonują galerie sztuki, Teatr Animacji, w piwnicach i podziemiach znajdują się puby, kluby muzyczne i restauracje. Na dziedzińcu wewnętrznym w sezonie letnim często odbywają się koncerty i projekcje filmowe. Drugie piętro do dziś pozostaje niezagospodarowane. Rozważana jest odbudowa zniszczonej części wieży.

Od 2002 Zamek jest głównym miejscem prezentacji sztuki w ramach Międzynarodowego Triennale Rzeźby. W 2010 odbyły się uroczyste obchody 100-lecia budowli.