Mützel schuf eine axiale, streng geometrische Anlage, die in eine Schloss- und eine Gartenachse gegliedert war. In die Komposition bezog er auch den angestauten Eltebach mit ein, der zu Bootspartien einladen sollte. Im Zentrum der beiden Achsen befand sich das Corps de Logis, das Hauptgebäude.

Über drei Jahrhunderte hinweg gab es hier eine bauliche und gartenkünstlerische Gestaltung. Bekannte Künstler wie die Architekten Johann Mützel, Gottfried Heinrich Krohne und Max Littmann waren hier u.a. tätig. Ebenfalls die Gartenarchitekten Herrmann Fürst von Pückler-Muskau, Eduard Petzold oder der Hofgarteninspektor Hermann Jäger sowie der Bildhauer Friedrich Wilhelm Döll haben Wilhelmsthal vorrangig geprägt.

1741 ging Eisenach und damit auch Wilhelmsthal an das Fürstenhaus Sachsen-Weimar über. In der Nachfolgezeit erhielt das Schloss bauliche Veränderungen: Herzog Ernst August beauftragte seinen Landesbaumeister Gottfried Heinrich Krohne.

Eine wichtige Bedeutung für das Gesamtkunstwerk ist die Einheit von Schloss und Park. Die Anlage wurde seit der Zeit von Großherzog Carl August in einen Landschaftsgarten umgestaltet und zwischen 1852 und 1855 von Hermann Jäger, Eduard Petzold und Fürst Pückler mehrmals überarbeitet. Schloss und Park Wilhelmsthal hat durch diese Veränderung den ursprünglichen barocken Charakter verloren, aber an großem Wert für einen Landschaftsgarten gewonnen.

Auch die bildende Kunst hat sich wiederholt des Wilhelmsthaler Ensembles angenommen, so dass die Anlage innerhalb der Kultur- und Baugeschichte Thüringens heute als ein herausragendes Geschichtsdokument gelten kann, ja muss.

Weitere namhafte Persönlichkeiten wie z.B. Franz Liszt und Zar Alexander von Russland waren hier zu Gast. Maria Pawlowna verbrachte hier die Sommermonate und hielt literarische Nachmittage ab. Zwischen 1716 und 1725 fanden in Wilhelmsthal Uraufführungen zahlreicher Serenaden Georg Phillip Telemanns statt. Die historische Park- und Schlossanlage Wilhelmsthal ist die einzige noch erhaltene, weltliche Uraufführungsstätte Telemanns.

Seit Anfang des 19. Jahrhunderts hat sich das Erscheinungsbild von Schloss Wilhelmsthal im wesentlichen nicht verändert. Es war bis 1942 in herzoglichem Besitz und wurde danach als Lazarett und später in der DDR als Kinderheim genutzt. Seit Anfang der 90-er Jahre, sind große Teile der Anlage verwaist. So ist die Park- und Schloßanlage Wilhelmsthal heute dem Verfall preisgegeben. Das Ergebnis ist das Dahinsiechen einer einst stolzen, belebten und durchgängig bewirtschafteten Park- und Schloßanlage.

Der Förderkreis Schlossanlage Wilhelmsthal e.V., der seit 1997 besteht, hat es sich zur Aufgabe gemacht, diesen Umstand nicht widerspruchslos hinzunehmen. Die Anlage wieder einer Bestimmung zuzuführen, ist das große gemeinsame Anliegen, bei dem Partner jederzeit willkommen sind.