Außer den Mittelalter-Relikten ist die evangelische Stadtkirche "Zur Gotteshilfe", ein barocker Zentralbau aus dem 18. Jahrhundert mit reicher Innenausstattung wie Trost-Orgel und Deckenbild, besonders beeindruckend. Am Marktplatz dominiert das Rathaus von 1441. Es ist das zweitälteste Fachwerkhaus im mittel- und ostdeutschen Raum. Mitte des 16. Jahrhunderts erfolgte der Umbau von Schloß Tenneberg zu einer Vierflügelanlage im Stil der Renaissance, erstmals 1176 als Burg bezeugt. Zum Schloß, das im 16. und 18. Jahrhundert umgebaut wurde, gehören Hofarkaden, Festsaal, Kapelle und Treppenhaus.
Heute beherbergt das Gebäude u. a. ein Heimatmuseum, das auch auf die für Waltershausen traditionelle Puppenherstellung verweist. Zu den städtischen Gewerben im Mittelalter gehörten Wollweberei und Bierbrauerei. Erst im 18. Jahrhundert begann die Entwicklung neuer Industriezweige, wie die Herstellung von Puppen, Porzellan und Knöpfen, später auch von technischen Gummierzeugnissen und Nutzfahrzeugen. Von 1784 bis 1793 errichtete der Reformpädagoge Christian Gotthilf Salzmann im heutigen Stadtteil Schnepfenthal eine Knabenerziehungsanstalt.
In der historischen Salzmannschule gibt es eine Gedenkstätte, die über sein Wirken und Schaffen Auskunft gibt und gleichzeitig an seinen Mitstreiter Christoph Friedrich GutsMuths erinnert. GutsMuths war der Begründer des methodischen Turnunterrichts in Deutschland. Ein Turnplatz, der von ihm 1785 angelegt wurde, ist heute noch mit rekonstruierten traditionellen Turngeräten zu sehen. Waltershausen ist die zweitgrößte Stadt im Landkreis Gotha. Für Wanderfreunde bieten sich Ausflüge zum Waltershäuser Rennsteig, zur Waldbahnbrücke und zum Ungeheuren Grund.
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