En 1640, le duché fut divisé entre les trois fils survivants : Guillaume conserve Weimar, lorsque son frère Albert obtient la Saxe-Eisenach et le duché de Saxe-Gotha est créé en faveur d'Ernest le Pieux. Quatre ans plus tard, Albert meurt sans héritier et ses deux frères se partagent ses terres. Le nouveau duc Ernest Ier s'installa au château de Friedenstein dans la ville de Gotha.
À la mort du duc Ernest Ier en 1675, son duché fut transmis à son fils ainé Frédéric Ier
chargé de la garde des fils cadets. Peu tard, en 1680, le patrimoine a été à nouveau réparti en faveur des frères cadets du duc régnant de Saxe-Gotha-Altenbourg :
Frédéric (1646-1691) garde la Saxe-Gotha-Altenbourg réduite ;