Střední tok řeky Neckar, při kterém se Ludwigsburg nachází, byl osídlen již v mladší době kamenné a době bronzové, území bylo prozkoumáno v roce 1965, před plánovanou výstavbou obytné čtvrti na pozemcích zámeckých polí. V době železné bylo území osídleno Kelty. V 1. století se území dostalo pod nadvládu Římanů, kteří je kontrolovali až do roku 260, kdy byli vytlačeni Alamany. Pak v následujících 1500 letech zůstalo převážně jen zemědělsky obděláváno.
V letech 1709–1733 si zde Eberhard Ludwig, vévoda Württemberský dal na zelené louce postavit největší barokní stavební zámecký komplex v Německu, sestávající ze 16 staveb a česky nesprávně nazývaný Palác Ludwigsburg. Při něm se začala rozrůstat městská zástavba, pro jejíž rozvoj kníže obyvatelům zajistil několikaletou úlevu od daní, bezplatný dovoz stavebního materiálu, bezcelní dovoz zboží a náboženskou svobodu.
3. září 1718 Ludwigsburg získal městská práva. Mezi lety 1730 a 1800 se Ludwigsburg několikrát stal královským sídlem, jelikož panovníkům vyhovoval více, než blízký Stuttgart.
Roku 1756 byla v objektu starých kasáren založena porcelánka Ludwigsburg, nejdříve jako továrna na fajáns. Po získání licence a přísunu hlíny zahájila výrobu porcelánu; zaměstnávala nejlepší malíře a modeléry jižního Německa a produkovala množství figurálního porcelánu; vyráběla pod ochranou knížete Karla Evžena, vévody Württemberského († 1793) a po jeho smrti se její výroba ještě rozšířila.
Při oslavách 300. výročí založení zámku v roce 2004 v něm byla otevřena galerie a muzeum keramiky a porcelánu.
