Se stavbou se začalo v roce 1348, dokončena byla o 17 let později. Karlovi IV., českému králi a císaři Svaté říše římské, na vzhledu hradu velmi záleželo, a tak zde již od roku 1355 pobýval a dohlížel na výzdobu interiérů – především na dekor dvou kaplí. A možná i díky náročným požadavkům vladaře a jeho dohledu vznikla díla architektonicky tak nádherná a vzácná, že je až dodnes obdivují návštěvníci z celého světa.
Jedna z kaplí byla vytvořena za účelem uložení říšského pokladu – řeč je o kapli sv. Kříže nacházející se v monumentální Velké věži. Komnata byla vyzdobena dekorem z drahokamů a zlata a na jejích zdech viselo 130 (dochovalo se ale jen 129) deskových obrazů z dílny dvorního malíře Mistra Theodorika. Druhá, neméně úchvatná a stejně zdobná kaple pojmenovaná po svaté Kateřině je taktéž dekorovaná drahými kameny a nástěnnými malbami.
Hrad Karlštejn naplnil vizi svého zakladatele a stal se na určitou dobu strážcem jak říšských, tak českých korunovačních klenotů, jež sem byly převezeny na počátku husitských válek a zůstaly na hradě uschovány, i když s přestávkami, téměř 200 let.
Éra plná nepokojů a válečných konfliktů se podepsala na stavu i tak bytelné stavby, jakou byl Karlštejn. Proto byla v druhé polovině 16. století na příkaz císaře Rudolfa II. provedena rozsáhlá rekonstrukce. I přesto přestal být hrad v prvních letech třicetileté války bezpečný, klenoty i zemské písemnosti byly převezeny a význam sídla začal slábnout. Císař Ferdinand II. daroval celé panství manželce Eleonoře jako trvalé věno královen, o léta později ho Marie Terezie poskytla nově založenému Ústavu šlechtičen.
Jelikož mnoho ze zdejších komnat a sálu nebylo využíváno, místnosti i exteriér chátraly. Naštěstí na historickou a architektonickou hodnotu Karlštejna nebylo zapomenuto a v průběhu 19. století proběhlo mnoho menších i výraznějších oprav. Za dobu své existence byl hrad upraven nejdříve v pozdně gotickém stylu, poté ve slohu renesančním a poslední stavební práce vedené slavným architektem Josefem Mockerem se nesly v duchu purismu. Mezi nejobdivovanější vzácnosti, které je možné spatřit v rámci prohlídek, se řadí obě výše zmíněné kaple, původní nástěnná výzdoba ze 14. století, největší portrétní galerie českých panovníků a vystavená replika svatováclavské koruny.
Zajímavost
Vypráví se, že císař Karel IV. vydal nařízení, které ženám zakazovalo pobývat na Karlštejně, aby zde panovník mohl nerušeně rozjímat a věnovat se mužským a duchovním záležitostem. Legenda má svůj základ ve skutečných omezeních, jež se týkala pobytu žen a manželského soužití, ale pouze v některých prostorech hradu. Pověstí se inspiroval Jaroslav Vrchlický a napsal divadelní hru Noc na Karlštejně, podle níž byl v roce 1973 natočený stejnojmenný filmový muzikál.
