17. gadsimtā Gulbenes pusē ienāca Volfu dzimta un bija viena no ievērojamākajām dzimtām visā Vidzemē. Volfu dzimtai Vidzemē piederēja 36 muižas un 50 mazmuižas.
1802. gadā par baronu fon Volfu dzimtas īpašumu kļuva Vecgulbenes muiža, bet 1809. gadā, atdalot daļu zemes, tika izveidota Stāmerienas muiža. Johanam Gotlībam II fon Volfam bija 10 bērni, un Stāmerienas muiža bija paredzēta viņa jaunākajam dēlam. Stāmerienas pils celta 19. gadsimta 20. gados un pārbūvēta 1835. gadā. Volfu dzimtai Stāmerienas pils piederēja līdz pat 2. pasaules karam.
1905. gada revolūcijas laikā pili nodedzināja, bet drīz vien – 1908. gadā – tā tika atjaunota, iegūstot neoklasicisma un jūgendstila iezīmes. Vairākkārt pārbūvēta un paplašināta Stāmerienas pils kļuva par vienu no spožākajiem franču neorenesanses paraugiem Latvijas muižu vidū.
Pēc kara pilī tika izvietots tehnikums, bet sešdesmitajos gados ciema padome un kolhoza kantoris. 2001. gadā tika uzsākta pils restaurācija, bet 2016. gadā par pils apsaimniekotāju kļuva Gulbenes novada pašvaldība.
Stāmerienas pili ieskauj ainavu stila parks un ezeri: no rietumiem – Stāmerienas ezers, bet no ziemeļrietumiem – Pogas ezers. Abus ezerus savieno kanāls, kas tek cauri pils parkam. Parka lepnums ir Mīlestības ozoli, par kuriem leģendā stāstīts, ka reiz pils dārznieks iemīlējies barona meitā, bet meita bija apsolīta citam baronam. Meitas kāzu dienā dārznieks iestādījis divus ozolus un savijis tos kopā. Tā tie turpina augt vēl šobaltdien.
