Tvrz založil Zikmund Doupovec z Doupova a kolem roku 1580 panství i s tvrzí prodal rodu Detlebů Kocových z Dobrše. Jiří Detleb před rokem 1681 na místě tvrze postavil zámek, upravený v závěru 18. století v luisézním slohu. Ve druhé polovině 20. století sloužil znárodněný zámek i s areálem poplužního dvora k hospodářským účelům.
Zámek Hlavňovice zahrnuje cenný soubor památkových objektů a je významnou kulturní památkou barokního původu, ilustrující běžný provoz a život na venkovském šlechtickém sídle. Hodnota vlastního zámku rovněž spočívá v architektonickém řešení fasád i interiérů, na kterých je zřejmý vývoj a proměny dobově módních dekorací (fragmenty malované a štukové výzdoby). Cenné jsou i dochované historické konstrukce a materiály – klenby, krov s ležatými stolicemi (typologicky řazený do doby kolem roku 1800), výplně otvorů, dobové dřevěné proplétané příčky, omítkové vrstvy a další.
Současný majitel koupil v roce 2015 zámek s propadlými stropy, nefunkční krytinou, poškozeným krovem, převážně bez oken a vybavení. Rozhodl se památku zachránit před hrozícím zánikem a zahájil její postupnou rekonstrukci. Obnova krovu a střechy (včetně návratu mansardové římsy), stavebních výplní a oprava propadlých stropů probíhá od roku 2016 plně v souladu s principy památkové péče a postupně navrací zámku jeho autentický vzhled a malebnost.
Rekonstrukce je plánována ještě na několik let, přičemž v roce 2020 bude dokončeno základní zajištění objektu – statika, krovy, střecha, okna. Poté bude následovat renovace interiérů. Po dokončení obnovy budou zámek i přilehlý park zpřístupněny široké veřejnosti a využívány ke společenským účelům. Část objektu by měla sloužit jako místní muzeum historie zámku a další část pro pořádání kulturních akcí.
Za Plzeňský kraj nominovalo územní odborné pracoviště v Plzni
Na cenu NPÚ v kategorii záchrana památky byl navržen Pavel Bambásek (vlastník objektu)