Nel 1855 a Ferdinando Massimiliano d'Asburgo-Lorena, principe imperiale, arciduca d'Austria e Imperatore, venne l'idea di costruire un castello sul promontorio vicino alla baia di Grignano.
Il fratello, con la passione per la botanica, adoperava l'ampio spazio come giardino, in cui l'imperatore farà poi confluire le numerose piante rare importate da oltreoceano.
Il 1° marzo 1856 iniziarono i lavori che seguì l'architetto viennese Carl Junker, ma l'arciduca richiese un progetto alternativo a Giovanni Berlam che lo soddisfaceva maggiormente; scelse però definitivamente il secondo progetto che fece Junker.
Il castello doveva avere tre piani e un mezzanino, ma nel 1858 Massimiliano decise di eliminare un piano.
Nel 1859 decaduta la carica di governante del Regno Lombardo-Veneto Massimiliano si trasferì a Carlotta a Miramare.
Nel 1861 Massimiliano tornato dal Brasile, dopo un viaggio per catalogare alcune specie di piante, soggiornò definitivamente a Miramare fino al 14 aprile 1864, quando salpò con la moglie alla colta del Messico.
Carlotta, la moglie, riguadagnò Trieste nel 1866, ma quando il consorte venne fucilato iniziò a dare segni di instabilità mentale e dopo essere stata rinchiusa fece ritorno in Belgio, sua città natale.
Nel 1860 gli appartamenti neogotici e neomedievali, erano stati terminati, ma il completamento generale terminò dieci anni dopo.
Tra il 1930 e il 1937 il castello fu la residenza del duca Amedeo di Savona-Aosta e della moglie.
A fine 1945 le truppe neozelandesi si appropriarono del castello e apportarono diverse modifiche, poi le truppe britanniche stabilirono il quartier generale del XIII Corps a Miramare e infine dal 1947 al 1954 gli americano usarono il castello come quartier generale per la guarnigione americana.
Ad oggi il bianco castello da favola, circondato da un verde e lussureggiante parco, si affaccia sul mare blu battuto dal vento: questa romantica descrizione ben si adatta alla famosa residenza.