Das Schloss Oberhausen geht vermutlich auf den Rittersitz Overhus (auch Overhuysen, Averhus) aus dem späten 12. oder frühen 13. Jahrhundert zurück.
Die ehemalige Wasserburg entstand an einer der wichtigsten Emscherquerungen und wurde aufgrund ihrer Lage häufig geplündert und besetzt.
Zwischen 1804 und 1820/1821 wurde das ca. 200 Meter nordwestlich der verfallenen Burg bestehende Wirtshaus nach Plänen des Baumeisters August Reinking zu einem klassizistischen Herrenhaus ausgebaut und umgestaltet.
Nach der Verlegung des Familienwohnsitzes nach Schloss Arenfels bei Bad Hönningen wurde das Schloss Oberhausen nach 1858 nicht mehr von Mitgliedern der gräflichen Familie bewohnt. 1884 stellte man auch den landwirtschaftlichen Gutsbetrieb ein und ab 1891 wurden die Schlossgebäude vermietet.

Heute liegt das Schloss Oberhausen zwischen den Stadtteilen Sterkrade, Osterfeld und Alt-Oberhausen. Die Anlage besteht aus dem dreigeschossigen Haupthaus, dem kleinen Schloss und zwei Nebengebäuden mit Restaurant und ist um einen 50 mal 50 Meter großen Innenhof angesiedelt.
Nach der Zerstörung im Zweiten Weltkrieg wurden die Wirtschaftsgebäude („Kleines Schloss“) bis 1952 vollständig wieder aufgebaut, das Haupthaus musste jedoch 1953 wegen Baufälligkeit geschlossen werden und wurde 1958 weitgehend abgetragen. Aus Mitteln der Gutehoffnungshütte wurde es bis 1960 historisierend wieder aufgebaut und die Innenräume im Stil der 1950er-Jahre gestaltet.
1998 erhielt das Ensemble einen neuen Eingangsbereich in Form eines gläsernen Anbaus, der als „Vitrine“ von Eller+Eller Architekten entworfen wurde.
Zu der Anlage gehört auch ein Garten, der durch den Gartenarchitekt und Düsseldorfer Hofgärtner Maximilian Friedrich Weyhe 1808 gestaltet wurde und 1896 von der Stadt Oberhausen gekauft und in einen Volksgarten umgestaltet wurde.
Heute beherbergt die Anlage die „Ludwig Galerie Schloss Oberhausen“.