Württemberg-Neuenstadt era el nombre de dos ramas de la Casa Ducal de Württemberg en los siglos XVII y XVIII. Recibía el nombre de la ciudad donde residía, Neuenstadt .
La primera rama de este nombre surgió después de un Fürstbrüderlicher Vergleich , un acuerdo mutuo celebrado entre hermanos ducales el 7 de junio de 1617 (calendario juliano: 28 de mayo). Según el acuerdo, los hijos del duque Federico I se dividieron la herencia de tal manera que el hijo mayor, Johann Frederick , asumió la boronia sobre el ducado de Wurtemberg mientras que sus hermanos restantes asumieron la posesión de otras propiedades ducales. El segundo hijo menor, Federico Aquiles , recibió en herencia el castillo de Neuenstadt y una dotación anual de 10.000 florines . Después de la muerte de Federico Aquiles en 1631, que todavía no estaba casado, el castillo volvió a la línea principal del ducado.
El segundo ramal se creó en 1649, tras la restitución de Wurtemberg tras la Guerra de los Treinta Años . En virtud del acuerdo de herencia del 7 de octubre de 1649 (27 de septiembre según el calendario juliano), el duque Everardo III dejó a su hermano Federico la posesión de Neuenstadt, Möckmühl y Weinsberg , aunque sin soberanía, ya que estas fueron transferidas a Everardo.
El duque Federico se casó con Clara Augusta, hija de Augusto el Joven de Brunswick. La pareja trajo al mundo 12 hijos, de los cuales tres varones sobrevivieron hasta la edad adulta: Federico Augusto , Fernando Guillermo y Carlos Rodolfo. El duque Federico murió en 1682, sobrevivido por su viuda que residió en Neuenstadt y su residencia viuda de Weißenhof por Weinsberg hasta 1700 cuando ella murió.
El hijo mayor, Federico Augusto, asumió la herencia de Federico. En 1679 se casó con la condesa Albertina Sofía Esther, la última hija restante de la línea de los condes de Eberstein . La pareja se mudó al castillo de Gochsheim que habían heredado en Kraichgau. En 1679, la pareja se retiró a Neuenstadt para evitar la Guerra de Sucesión del Palatinado . Durante su ausencia, Gochsheim fue saqueada y arrasada por los franceses. El castillo fue reconstruido después de que la guerra terminara en 1700, después de lo cual Gochsheim una vez más se convirtió en residencia ducal. Federico Augusto murió en 1716. A la muerte de su esposa en 1728, Gochsheim regresó a la línea principal ducal.
El matrimonio de Federico Augusto dio como resultado el nacimiento de 14 hijos, de los cuales solo sobrevivieron tres hijas. De los hermanos de Federico Augusto, Fernando Guillermo ya había muerto en 1701, por lo que la herencia de Neuenstadt pasó a Carl Rodolfo en 1716. Carl Rodolfo también se convirtió durante un corto tiempo en regente de la línea principal ducal de Wurtemberg en nombre del duque Karl Eugen , que aún era menor de edad . Cuando Carl Rodolfo murió en 1742, el linaje masculino de Wurtemberg-Neuenstadt finalmente desapareció. Las únicas supervivientes del ducado, dos hijas, vivieron en el castillo de Neuenstadt hasta que la línea desapareció de una vez por todas con la muerte de Federica, momento en el que Neuenstadt perdió definitivamente su condición de residencia real.