V dějinách Osové Bítýšky se vystřídalo několik sídel vlastníků panství nebo jeho částí. Patřila sem řádová komenda německých rytířů při kostele sv. Jakuba Většího, nebo drobný zámeček v areálu někdejšího dvora v horní části obce. Tyto stavby však do dnešní doby zcela zmizely. Naproti tomu se však zachovalo centrum celého panství spjaté s dějinami Osové Bítýšky nejpozději od začátků 14. století – zámek Osová.

Nejstarší písemné doklady spojují vznik někdejšího hradu Osové, chráněného vodními plochami či bahnitým terénem, s rodem pánů z Ronova. Ti se po hradě také píší od dvacátých let 14. století. Několik zmínek z 15. století řadí zdejší sídlo mezi tvrze. Středověký objekt zaniká převzetím správy panství bohatým rodem Pernštejnů, kdy také sídlo ztrácí na významu.

Pustou tvrz pak kupuje v roce 1552 od Jaroslava z Pernštejna Jan Polcar z Parařova, který ji následně obnovuje v novém renesančním stylu. Další zprávy o sídle hovoří již jako o zámku. To dokládá jeho značný rozsah. Podobu stavby po renesančních úpravách názorně zachycuje plán areálu, vyhotovený nejspíše na konci 17. století, který zakresluje zámek jako nepravidelný pětiúhelník s vnitřním nádvořím, zčásti doplněným nádvorními arkádami. Ukazuje tak na složitý růst zámeckých budov s respektováním pozůstatků středověkého hradu, zakomponovaných především do zalomeného zadního křídla. Vlastní objekt doplňovaly od konce 16. století také stavby v předzámčí spolu s hospodářským dvorem a pivovarem.

V průběhu 17. století byl zámek pouze udržován v původním rozsahu, snad pouze s raně barokními adaptacemi. Teprve za Walldorfů na začátku 18. století dochází k rozsáhlé přestavbě zámku, při níž byly z původní budovy využity pouze části východního a jižního křídla. Zbytky starší stavby jsou dodnes patrny především ve sklepních prostorách. Novostavbu na téměř pravidelném čtyřkřídlém půdorysu doplňují nádvorní arkády. V interiéru se z původní vrcholně barokní podoby dochovaly především klenby v přízemí.