Zámek v Buchlovicích je pokládán za jeden z nejvýznamnějších a nejkvalitnějších příkladů moravské barokní architektury, přesto zůstávalo v souvislosti s jeho vznikem hned několik otazníků. Nové podněty přinesla do mnohaleté umělecko-historické diskuse až průlomová studie brněnského historika umění Jiřího Kroupy, který prostřednictvím několika zjištění a díky originálně formulovaným otázkám otevřel cesty k objasnění autorství a architektonické úlohy celého projektu.

První projekt zámku zhotovil architekt František Antonín Grimm. Zámek byl zamýšlen  jako villa rustica - venkovský zámek s hospodářskou funkcí, obklopený symetricky rozvrženými utilitárními budovami kolem rozsáhlého nádvoří. 

Změnu této koncepce přinesla druhá stavební etapa zámku, spojená s osobou hraběte Karla Petřvaldského. Od původního záměru vystavět villu rustica došlo k přehodnocení projektu směrem k vytvoření typu villa suburbana, tedy letohrádku v zahradě. Ani tentokrát ale nebyla cesta ke konečné podobě jednoduchá. .

Změnu prostorových koncepcí dokumentuje několik plánů, vytvořených podnikavým brněnským zednickým mistrem Mořicem Grimmem. Je pravděpodobné, že Grimm, jehož pozdější samostatné práce vykazovaly spíše řemeslnou zručnost nežli invenci a projekční schopnosti, skutečným autorem plánů nebyl. V konečném důsledku se Mořic Grimm nejvíce zasloužil o další výrazný architektonický prvek, kterým byl hostinský nebo také horní trakt známý pod názvem Flóra.

Jméno autora definitivní podoby zámku stále není objasněno. Autor poslední redakce buchlovického sídla byl jednoznačně orientován na vídeňské prostředí a vycházel z dobrých teoretických i praktických znalostí nejaktuálnějších barokních trendů i vzorníkové literatury, přičemž dokázal osobitě reagovat i na členitý terén v podobě jistého přechodového stylu k francouzským zámkům typu maisons de plaisance.  Ve své vrcholně barokní podobě zůstaly Buchlovice až do roku 1794, kdy nechala hraběnka Anežka Eleonora z Petřvaldu upravit okolní zahradu a interiéry zámku za účasti brněnského sochaře Ondřeje Schweigla.

Poslední etapu stavebního vývoje zámku přinesl přelom 19. a 20. století. K rozmachu stavebních prací došlo až v prvních letech 20. století. kdy si tehdejší majitel Buchlovic, hrabě Leopold II. Berchtold, povolal nejdříve vídeňského architekta Otmara Leixnera a později uherskohradišťského stavitele Dominika Feye, aby stavbu upravili v neobarokním stylu. 

Záměrem bylo přiblížit barokní stavby ještě více italskému prostředí. Stavitel Dominik Fey zvolil velmi citlivou úpravu, z níž vynikají výrazné atikové balustrády z roku 1902 a rozšíření stávajících balustrád na zahradních terasách. Během těchto úprav vznikla i nová dekorativně pojatá ohradní zeď s půvabnou fortnou.