Die Anlage bildet zusammen mit der Stadt und dem Schlosspark ein Ensemble, das in dieser Ausführung in Mecklenburg einzigartig ist. Es wird deshalb auch oft als mecklenburgisches Versailles bezeichnet.

Das heutige Schloss wurde an der Stelle eines Jagdsitzes von 1724 im Auftrag Herzog Friedrichs von 1772 bis 1776 erbaut. Das spätbarocke Schloss ist über einem E-förmigen Grundriss errichtet, die kurzen Flügel sind auf den Park ausgerichtet, die breite Front mit dem erhöhten Corps de Logis beherrscht den Schlossplatz. Das viergeschossige Schloss ist aus Backstein erbaut und dann mit Sandstein aus dem Elbsandsteingebirge verkleidet worden. Als oberen Abschluss zieren 40 überlebensgroße allegorische Sandsteinfiguren die Attika. Die Statuen stellen einzelne Wissenschaften dar und wechseln sich mit Sandsteinvasen ab, geschaffen wurden sie vom Bildhauer Rudolf Kaplunger.

Den Mittelpunkt des Gebäudes bildet der Goldene Saal, der über zwei Etagen reicht und mit mächtigen Säulen geschmückt ist. Interessant ist, dass die massiv erscheinenden Dekorationen zum größten Teil aus Karton/Papiermaché bestehen. In der Verwendung dieses günstigen Werkstoffes als Alternative zu edlen Hölzern oder teurem Marmor brachten es Ludwigsluster Künstler und Handwerker zu überregionalem Ruhm. Der "Ludwigsluster Karton" wurde genutzt um Säulen, Kapitelle, Stuck und Figurengruppen darzustellen. Die ehemaligen Prunkräume, wie das Miniaturenkabinett und das Jagdzimmer, werden heute museal genutzt und bieten ein lebendiges Bild fürstlicher Wohnkultur im 18. Jahrhundert.

Während das Schloss hauptsächlich der Repräsentation sowie der Nutzung durch den Herzog und seine direkten Angehörigen bestimmt war, fand der Hofstaat in den kleinen Palais rund um den Schlossplatz und das Bassin seinen Platz. Diese Bebauung ist zum Teil älter als das Schloss selbst und rahmte bereits den Vorgängerbau.

Dem Schloss gegenüber steht die Hofkirche von 1765, sie ist somit etwas älter als das heutige Schloss und stand schon dem Vorgängerbau gegenüber. Die Kirche wird von einem Hof flankierender Bürgerhäuser gerahmt. Der breite, bereits klassizistisch geprägte Portikus verbirgt hinter seinen hohen Säulen das schmalere Kirchenschiff und lässt den Saalbau mächtiger erscheinen. Die überlebensgroßen Sandstein-Statuen von Johann Eckstein stellen die vier Evangelisten dar. Ein großes Christusmonogramm ziert den Giebel. Im Innenraum fällt vor allem das riesige Gemälde im Altarraum auf, das die gesamte Südwand bedeckt. Die Tiefenwirkung des Gemäldes wird durch die Verwendung von verschiedenen bemalten Ebenen noch verstärkt. Es stellt die Verkündung der Geburt Christi an die Hirten durch den Engel Gabriel dar. Es wurde von zwei Malern ausgeführt. Begonnen hatte es Johann Dietrich Findorff, der allerdings nur den oberen Teil des Gemäldes malte. Vollendet wurde es erst nach 30 Jahren durch Johann Heinrich Suhrlandt. Hinter dem oberen Teil dieses Gemäldes befindet sich die im Jahr 1876, von der Orgelbauwerkstatt Friese, erbaute Orgel. Der Altarwand gegenüber befindet sich die Loge der Mecklenburger Herzöge.

Eine weitere Besonderheit ist, dass die Kirche - wie auch die anderen Kirchen der Stadt - einen separat vom eigentlichen Kirchengebäude stehenden Glockenturm besitzt. Dieser befindet sich einige hundert Meter entfernt und besteht aus zwei ägyptisch anmutenden Pylonen aus Raseneisenstein, welche den Eingang zum Friedhof markieren.

Der Park wurde von Busch als Barockgarten französischer Prägung angelegt und mit Alleen und Springbrunnen verziert, die große Kaskade auf der Hofseite stammt noch aus dieser Zeit. Um in der eigentlich trockenen Region, Griese Gegend genannt, Wasser für die Wasserspiele zur Verfügung zu haben, wurde von 1756 bis 1760 ein 28 Kilometer langer Kanal (ca. 4 m breit, knietief) von der Stör bis zur Rögnitz angelegt. Ab der Mitte des 19. Jahrhunderts wurden die Gartenanlagen durch Peter Joseph Lenné in einen Landschaftspark umgewandelt und mit zum Teil seltenen Gehölzen bestückt. Heute ist die Parkanlage mit 120 ha Fläche die größte ihrer Art in Mecklenburg-Vorpommern.

Der Mittelpunkt des ehemaligen Barockparks war die Hofdamenallee. Sie dient als Sichtachse und bildet mit dem Schloss und der Hofkirche eine durchgehende Linie. Links und rechts der Hofdamenallee finden sich die weiteren Sehenswürdigkeiten des Schlossparks. In Sichtweite des Schlosses steht das Louisen-Mausoleum. Dieses im ägyptischen Stil geschmückte Monument gedenkt der Herzogin Louise und wurde von Johann Georg Barca erbaut. Für die Herzogin wurde auch das so genannte „Schweizer Haus“ von 1789/90 errichtet. Im Park versteckt liegt außerdem eine aus Raseneisenstein gebildete Grotte in Form einer künstlichen Ruine. Mehrere Wasserspiele, wie die „Einsamer Mönch“ genannte Fontäne oder die „24 Wassersprünge“ wechseln sich mit den Rasen- und Waldflächen ab. Im Wald treffen vierzehn Alleen zu einem „Jagdstern“ zusammen. Ferner sind der Park und die Umgebung des Schlosses mit mehreren Denkmälern geschmückt. Das Pferdedenkmal am Forsthaus ist ein vor 1785 erbautes Grabmal für das Lieblingspferd des Herzogs Friedrich („der Fromme“). Das Denkmal für Herzog Friedrich von 1788 wurde geschaffen durch Rudolf Kaplunger. Ein 1922 geweihtes Ehrenmal von Bildhauer Hugo Berwald erinnert außerdem an die im Ersten Weltkrieg gefallenen Mitglieder des Jägerbataillons.

Zusätzlich zur Hofkirche sind im Parkbereich des Schlosses zwei weitere Gotteshäuser errichtet. Die katholische Kirche St. Helena war der erste neogotische Backsteinbau Mecklenburgs, sie wurde erbaut von 1804 bis 1808. Das Helenen-Paulownen-Mausoleum war einst russisch-orthodoxe Kapelle und später Mausoleum für die Großfürstin Helena Pawlowna, Gemahlin des Erbprinzen Friedrich Ludwig von Mecklenburg und Tochter von Zar Paul I.