Unter Otto III. entwickelt sich Walbeck zu einem bedeutsamen religiösen Zentrum. Am 6. Januar 992 übereignet Kaiser Otto III. auf Bitten seiner Großmutter Adelheid Walbeck an das Reichsstift Quedlinburg. Er widmet es zu einem Nonnenkloster zu Ehren des Apostels Andreas um. 997, am Todestag Ottos I., findet die Weihe der Klosterkirche statt und dokumentiert den Charakter des Klosters Walbeck als eine Memorialstiftung der ottonischen Herrscher.
Heinrich II. (978 – 1024), Sohn Ottos III. war häufig in Walbeck – unter ihm gewinnt der Reichshof Walbeck die Qualitäten einer Pfalz; als Ort der Palmsonntagsfeiern rückt er sogar in den engen Kreis der liturgisch bevorzugten Festtagspfalzen und verdrängt das viel bedeutendere Magdeburg aus dieser Würde. Mit dem Tod Heinrich II. am 13. Juli 1024 endet die Zeit der Ottonen, es beginnt die Zeit der Salier.

1115 besetzt Lothar von Süpplingenburg, der spätere König Lothar III., den Reichshof Walbeck und besiegt in der Schlacht bei Welfesholz am 11. Februar das kaiserliche Heer unter Führung von Hoyer von Mansfeld und leitet somit den Niedergang der Salier ein. Heinrich V., der letzte Salierkönig, regiert bis 1125. Damit endet die Blütezeit von Walbeck, das in der Folge mehrfach den Besitzer wechselt, verarmt, geplündert und zerstört wird. 1350 versetzt Äbtissin Ilsabe den Schrein des heiligen Stephanus für 7 brandenburgische Mark Silbers wegen völliger Verarmung. Nach der Reformation wird Walbeck 1523 evangelisch. 1525 wird das Kloster Im Bauernaufstand zerstört (»gepucht und geplündert«), 1544 zerstört ein Feuer Scheunen und Ställe. 1546, zwei Jahre später, wird das Kloster aufgelöst. In der Folge wechselt Walbeck mehrmals den Besitzer, und wird im dreißigjährigen Krieg erneut ein Raub der Flammen.

Nachdem die Söhne kinderlos starben, ging Walbeck durch Testament an die Großneffen Philipp Wilhelm und Johann Clamor August von dem Bussche in Gemeinschaft. Als 1741 der Ältere starb, blieb der Jüngere, Johann Clamor August von dem Bussche, alleiniger Besitzer. Er war Minister des Kurfürsten Georg August von Hannover, der als Georg II. auch britischer König war. An der Kaiserwahl Josephs II, nahm er als erster Kurbraunschweigischer Wahlbotschafter teil.
Er baut Walbeck in den Jahren 1743 – 1750 zu dem heutigen stattlichen dreistöckigen Schloss aus, dem er einen rechtwinklig vorspringenden Kavaliersflügel anfügt. Dem Nordflügel muss 1747 die Klosterkirche, eines der interessantesten und ungewöhnlichsten Gebäude der Romanik, weichen. Das Hauptschloss, noch im 17. Jahrhundert als Backhaus und Viehstall und später als Wohnraum genutzt, stockt er um ein Stockwerk auf und gibt ihm seine heutige Gestalt. Er ist zugleich der Schöpfer des Parks am Abhang des Schlosses, des heutigen Tierparks.
Ihm folgte sein Sohn Wilhelm Christian; dessen Schwiegersohn Tellemann saniert das völlig überschuldete Gut und errichtet das Mausoleum im Tierpark. Tellemanns Schwiegersohn Heinrich Remigius Bartels, dessen Sohn Ludwig Remigius und später der Enkel Heinrich sind die letzten Schlossherren von Walbeck. Heinrich Bartels soll während des NS-Regimes Carl Goerdeler, der nach dem Putsch gegen Hitler als Reichskanzler vorgesehen war, in einer Bodenkammer versteckt haben. Über viele Generationen wurde ein fortschrittlicher landwirtschaftlicher Betrieb entwickelt, der bis 1945 Bestand hatte. Mit dem II. Weltkrieg endet eine fast 300 Jahre dauernde Familiensaga auf Schloss Walbeck.