Zu Füßen der Anlage gab es einmal eine Siedlung, deren Anfänge im Dunkeln liegen. Die Endung -ingen lässt jedoch eine alemannische Gründung im 3. oder 4. Jh. vermuten. Offenbar wurde der Ort aber schon früh wieder aufgegeben. Erstmals wurde eine Burg zu Heuchlingen im Jahre 1222 zusammen mit einer Mühle erwähnt. Als Burgherr wurde der Adlige Henricus de Huchelheim genannt. Obwohl das Geschlecht derer von Huchelheim, die die Burg als Lehen der Reichsabtei Ellwangen innehatten, erst 1437 ausstarb, hatte es bereits 1330 keinen Besitz mehr in Heuchlingen. Wie aus zahlreichen Urkunden hervorgeht, vergab die Abtei in der Folgezeit Burg und Güter in Heuchlingen an verschiedene Adlige der näheren Umgebung, darunter die Herren von Bieringen, die Grecken von Kochendorf, die Herren von Wittstatt, die Herren von Gosheim und die Cappler von Oedheim. Im Städtekrieg 1449 wurde ein Teil der Burganlage durch Bürger der freien Reichsstadt Wimpfen angezündet. Als 1484 der Deutsche Ritterorden die Herrschaft in der Region übernahm, gelangte auch Heuchlingen in dessen Besitz. Zu Beginn des 16. Jh. wurde die Burg Sitz eines Unteramtes im Oberamt Gundelsheim, den sie rund 300 Jahre behalten sollte. Im Bauernkrieg 1525 wurde Burg Heuchlingen zerstört. 1530 erfolgte unter dem Deutsch- und Hochmeister Walter von Cronberg der Wiederaufbau im Stile eines Renaissanceschlosses. Mitte des 18. Jh. gab es eingreifende Umbaumaßnahmen, die dem Schloss Heuchlingen das jetzige Aussehen verliehen. 1806 zog der erste König von Württemberg, Friedrich I., Schloss Heuchlingen mit allen Rechten an sich. Schloss Heuchlingen ist eine gut erhaltene Anlage mit vierstöckigem Hauptgebäude (Steinhaus), Nebengebäuden und einem Bergfried, die den Innenhof umschließen, sowie Wirtschaftsgebäuden, einer Wehrmauer, Rundtürmen und Bastionen um den Außenhof. Das so genannte Steinhaus mit Küchenvorbau und einem kleineren Nebengebäude zieren schmucke Renaissancefenster und ein schöner, mehrgeschossiger Volutengiebel. Die Kellerräume sind überwölbt. Das hohe Mansarddach des Hauptgebäudes stammt aus dem 18. Jh.. Durch den Küchenvorbau ist das Steinhaus mit dem Altbau verbunden, der ursprünglich als Wohnung des Amtmannes diente, bevor im 18. Jh. der Umzug in das Steinhaus erfolgte. An den Altbau schließt sich der viereckige, aus Großquadern errichtete Bergfried an, der von einem geschweiften Haubendach bekrönt wird. Nach Norden liegt vor dem Außenhof ein langer Garten. Zu Füßen von Schloss Heuchlingen steht noch, wenn auch nur in Teilen erhalten, die alte Heuchlinger Mühle, die schon im 13. Jh. existierte. Das heutige Gebäude wurde 1765 errichtet und um 1900 ausgebaut.