Sundhausen wurde im Jahr 982/83 als Besitz des Helmegau-Grafen Erpo erwähnt. Später regierten hier die Herren von Sundhausen. In den Jahren von 1479 bis 1509 wohnte Ritter Hans von Sundhausen in Sundhausen, der auch Stadthauptmann von Nordhausen war.

Der Besitz ging später an die Herren von Büren über. Im Jahr 1652 erwarb Dietrich von Carlsburg die damalige Burg. Er hatte eine Forderung an den Domherren von Büren von seinem Vater Johann Dietrich von Carlsburg geerbt, der gegen Ende des 16. Jahrhunderts als königlich schwedischer Oberstlieutenant gestorben war. Die Burg wurde nach der Familie von Carlsburg benannt, obwohl die Oberlehnsherren die Könige von Preußen und die Grafen von Stolberg-Stolberg waren.

Von der ursprünglich wahrscheinlich oval angelegten Burganlage sind keine Reste erhalten, stattdessen wurde ein einfaches Herrenhaus errichtet. Ernst Friedrich von Carlsburg richtete eine wertvolle Bibliothek ein, und seine Familie bewohnte das Gut bis etwa 1770, danach zog sie zu ihren Besitztümern in der Lausitz. In den Jahren 1870-1904 erfolgte unter Alfred von Carlsburg ein Um- bzw. Erweiterungsbau zu einem kleinen Schloss. Es wurden verschiedene Nebengebäude errichtet oder ebenfalls umgebaut, die das Bild der alten Anlage völlig veränderten.

1905 wurde die Carlsburg von der Firma / Familie G.Schreiber & Sohn gekauft, renoviert und weiter umgebaut. Die Familie Schreiber nutzte die Karlsburg bis 1945 als Wohnsitz. Während dieser Zeit wurde der Park dendrologisch erweitert.

Am Ende des 2. Weltkrieges wurde Sundhausen im Frühjahr 1945 durch die Amerikaner besetzt. Mit dem Vier-Mächte-Abkommen gehörte Sundhausen ab Juli 1945 zur sowjetischen Besatzungszone. Die Enteignung des Besitzes der Firma Schreiber erfolgte im Zuge der Bodenreform.

In der DDR-Zeit wurde die Karlsburg – nunmehr mit „K“ geschrieben – zunächst als Feierabend- und Pflegeheim „Anna Seghers“ genutzt und später als Heim für behinderte Kinder und Jugendliche. Mehrere Sundhäuser arbeiteten dort als Betreuer bzw. im administrativen Bereich. Nach 1990 erfolgten weitere Umbau- und Sanierungsmaßnahmen (moderne Heizungsanlage, neue Fenster, Innenarbeiten). Das Heim wurde jedoch einige Jahre später trotz vieler Proteste von Eltern und Erziehern geschlossen. Seitdem standen die Gebäude leer und wurden im Sommer 2008 verkauft.

Zur Karlsburg gehören bzw. gehörten u.a. ein Förster- und Angestelltenhaus, das Torhaus, eine kleine Gärtnerei, ein Pferdestall und die „Zigarrnskiste“ auf der anderen Seite des Feldweges zur Uthleber Landstraße. Das Gelände ist weitläufig von einer Mauer umgeben. Der heute stark zugewachsene Park beherbergt viele seltene Bäume und Gehölze, darunter einen Ginkgobaum.

Die Karlsburg war früher von einem 12 m breiten wassergefüllten Graben umringt, der von der Helme gespeist wurde. Der teilweise verrohrte Zufluss begann am Mühlgraben, querte die Rinnestraße, führte am Weg hinter der Gutsmauer entlang und verlief über die Schulstraße bis zum Gelände der Karlsburg. 1965 wurde der Zuflussgraben endgültig zugeschüttet.

Weitere Einzelheiten zur Karlsburg finden Sie unter:  Die Karlsburger