Allerdings herrschte nach Ende des Siebenjährigen Kriegs (1756–1763) zwischen Preußen und Österreich, in den auch Mecklenburg-Schwerin verstrickt gewesen war, Ebbe in den herzoglichen Kassen. Unter Baumeister Johann Joachim Busch entstand von 1769 bis in die 1780er Jahre hinein die gesamte Anlage nach dem barocken Prinzip der Axialsymmetrie: das repräsentative, von allegorischen Figuren bekrönte Schloss, und am anderen Ende der Hauptachse die mit einer imposanten Tempelfassade versehene Kirche, dazwischen Alleen und Wohngebäude für Hofstaat und Adel. Die ungewöhnlich zentrale Platzierung der Kirche ist wohl auf den frommen Friedrich selbst zurückzuführen. Geplant waren zudem zwei halbkreisförmige Seitenflügel des Schlosses, die aus Geldmangel nicht mehr ausgeführt wurden. Der gesamte Komplex beanspruchte so viel Platz, dass das Dorf Klenow mit seinen Bauernhöfen und der Kirche abgebrochen und in etwa einem Kilometer Entfernung wieder aufgebaut wurde.
1837 verlegte Großherzog Paul Friedrich die Hofhaltung wieder nach Schwerin zurück. Im Zweiten Weltkrieg kaum beschädigt, diente das Schloss bis 1991 als Verwaltungssitz des Kreises Ludwigslust. In zwei Etappen erfuhr ein großer Teil des Schlosses bis 2018 eine umfangreiche Restaurierung und kann jetzt – bis auf den West- bzw. Damenflügel – in neuem Glanz besichtigt werden. Im Innern haben mehrere Generationen mecklenburgischer Herrscher und Herrscherinnen jeweils nach dem Zeitgeschmack Veränderungen vorgenommen. Beim Rundgang kann man abwechselnd Gemächer mit historischer Ausstattung und verschiedene Ausstellungsräume besichtigen, in denen reizvolle Objekte von fürstlicher Sammelleidenschaft zeugen.
Dem französischen Vorbild entsprechend, befinden sich im ersten Obergeschoss, der Beletage, die herzoglichen Appartements; im Ostflügel die des Herzogs, im Westflügel die der Herzogin. Die Abfolge der Räume (Enfilade) entspricht der Hofetikette: Auf das Vorzimmer, in dem die Besucher zu warten hatten, folgen das prunkvolle Audienzzimmer mit Thronsessel sowie ein exquisit möbliertes Kabinett, in das nur bevorzugte Gäste vorgelassen wurden. Die kostbaren mehrfarbigen Wandbespannungen aus Seidendamast, die Stadtansichten, Familienbildnisse und vor allem die schönen Tierdarstellungen des französischen Malers Jean-Baptiste Oudry, die funkelnden Kronleuchter, hohen Spiegel und wertvollen Möbel lassen fürstliches Leben des ausgehenden 18. und 19. Jahrhunderts lebendig werden.
Dies unterscheidet Ludwigslust nicht von anderen Schlössern dieser Zeit, doch eine Besonderheit findet man nur hier: Sie zeigt, wie sehr der Bauherr damals sparen musste, aber auch, wie experimentierfreudig er war: Papiermaché, hergestellt aus Papier (zum Teil aus alten herzoglichen Verwaltungsakten), Gips, Mehlkleister und Knochenleim, wurde zum zentralen Gestaltungsmaterial der Innenausstattung. So konnten Marmor, Stein, Ton oder Holz täuschend echt und dabei kostengünstig imitiert werden, ebenso wie die scheinbar aus Stuck oder Holz bestehenden Dekorelemente an den Wänden. Die perfekte Illusion! Hinter dem Schloss ließ Herzog Friedrich eigens eine Papiermaché-Fabrik errichten, die schon bald auch in andere Landesteile und sogar ins Ausland lieferte. Erst das Biedermeier mit seinem Wunsch nach naturgetreuen Materialien beendete diese Konjunktur.
