Hertigdömet räknar sitt ursprung från 1572 års delning av den ernestinska linjens besittningar, förminskades 1603 genom instiftandet av linjen Sachsen-Altenburg men tillökades 1638 med hertigdömet Sachsen-Eisenach. 1640 uppdelades landet i Sachsen-Weimar och Sachsen-Gotha, vilken delning för framtiden blev bestående.