Podle pověsti vznikly Dětenice v místě, kde kníže Oldřich v polovině 11. století při projížďce krajem nalezl dva opuštěné chlapce, které se mu zželelo. Ujal se jich a zanechal s nimi několik svých lidí, aby je chránili a vychovali. Podle nalezených dětí byla zdejší osada nazvána Dětenice.
Beneš z Valdštejna a Dětenic (1269–1318) přebudoval původní dřevěnou tvrz na gotickou kamennou. V zámku jsou dodnes patrné zbytky zámecké věže a ranně gotické sklepy.
V roce 1503 panství koupili páni Křinečtí. Posledním z rodu "Ronovců" čili Křineckých byl Jiří Křinecký, který nechal postavit na zámku věž s hodinami a gotickou tvrz přestavěl na renesanční. Jiří Křinecký se zúčastnil povstání proti Ferdinandu II. Za tuto vlastizradu mu po bitvě na Bílé hoře bylo jeho jmění zabaveno a prodáno v dražbě Albrechtu z Valdštejna. 
Po smrti Albrechta z Valdštejna (1634) získal panství jeho synovec Adam z Valdštejna.
Z dalších majitelů panství stojí za zmínku hrabě Jan Clamm-Gallas (1760), který dal vykácet značné množství lesů, postavil Nový dvůr a zámek nechal přestavět v pozdně barokním slohu do dnešní podoby. Na návrší k Osenícím dal vysázet vinice. 
Další z majitelů Filip Wessenberk (1808-1866) v roce 1820 opravil zámek do dnešní podoby, obnovil zámeckou kapli a založil dvůr Filipíen. Po smrti Filipa Wessenberka připadlo panství řádu Maltézských rytířů (1867), jehož byl členem.
Roku 1903 koupili Dětenice bratři Blochové, kteří přestavěli dvory, zřídili polní dráhu a obec nechali elektrifikovat. Posledním majitelem panství v letech 1926–1945 byl Ing. Emanuel Řehák, který zval obyvatele Dětenic na zámek při dožínkových a jiných slavnostech. V roce 1948 byl Řehákův majetek zestátněn.
V roce 1998 zámek od státu koupil pan Pavel Ondráček, který po dva roky prováděl rozsáhlou a šetrnou rekonstrukci. V roce 2000 byl zámek znovu zpřístupněn veřejnosti.