1880-ndate aastate algul jättis Nikolai v. Glehn Jälgimäe oma poja Manfredi majandada ja asus ise Nõmmele, Mustamäele, kuhu rajas Kõrgepea karjamõisa (saksa k. Hohenhaupt). Kõrgepea oli väga vana nimi. Seda mainitakse juba ühes 1371.a. koostatud ürikus, millega ordumeister Wilhelm von Vriemersheim määrab Tallinna linna sarnase piiri. Ürikus öeldakse piiri kulgevat "ühe mäe tipult, mida nimetatakse kõrge pea (alamsaksa kl. dat hoghe houed), kus lebab üks ristiga märgitud kivi" nöörsirgelt Harku järve suunas. Jälgimäe piir Tallinna linna ja Harku mõisaga kulges tollal mööda Mustamäe harja. Karjapidamiseks vajaliku rohumaa saamiseks vahetas Glehn Harku mõisalt tüki Mustamäe-alust maad Jälgimäe külge. Mäe alla rajas ta ka õunapuuaia, kaks samasugust aeda olid mäe peal. Puuvilja ja piima müük kujunesid karjamõisa peamisteks sissetulekuallikateks. 

Esimese hoonena ehitanud Glehn Kõrgepeale Šveitsi stiilis maja kõrge kivivundamendi, kaugele väljaulatuva katuseräästa ja ümber kogu maja kulgeva lahtise rõduga. Sama maja on praegugi lossi kõrval olemas.

Järgnevalt algas lossi ehitamine. Viimase asupaigaks valitud koht Mustamäe veerul oli kulus ilusa väljavaate poolest. Lossi katuselt näeb roheliste metsade taga paistmas Harku järve ja teisalt paistab Toompea ja Tallinna tornid.

Loss sai valmis 1.oktoobril 1886.

Ehituse plaani koostas Glehn ise, varustades oma elamu keldrite, müürisiseste keerdtreppide, ärklite, tornide ja sakilise rinnatisega, mis kokku pidid looma kujutluse keskaegsest rüütlilossist. Ka sisekujundus oli ebatavaline: allkorrusel asunud esiku ja kontori seinu katsid risti-rästi mitme värviga kirjutatud salmid, mõtteterad ja õpetussõnad. Värvikirevusele lisandus keelterohkus: seal oli läbisegi ladina, kreeka, prantsuse, vene ja saksa keelt. Teiste hulgas leidus ka eestikeelne salm, mis manitses: "See on üks harimata mees, kes sülitab veel maja sees!" Töövaeva Glehn ei peljanud. Ei lossi ehitamisel , ega hiljem ka sisustamisel. Kirgliku puunikerdajana valmistas ta laudu ja toole, mille jalgu kaunistasid inimfiguurid. Lossi juurde kuulunud pargi seadis Glehn korda: vedas mulda, istutas mitut liiki puid-põõsaid, rajas alleed ja kõrvateed ning pani nende äärde kivid, mille siledaks tahutud küljele maalis pintsliga manitsussõnu, nagu "Nopi lilled ehk ka muud, aga ära murra puud!" või "Kes murdis oksa siin, mine tea- oli see koer või tainapea!"

Lossi ette parki mattis Glehn oma lemmikhobuse ja püstitas hauale obeliski, mis seal veel praegugi seisab.

1902.aastal (mõnedel andmetel ka 1901.a.) tekkis Glehnil mõte püstitada parki Kalevipoja kuju. Materjaliks laskis ta purustada raudkive, mille kildudest asus tsemendi abil kuju ehitama. Sellest pidi saama hiiglane, mis oleks olnud 8 m. kõrge. Pool tööd oli juba tehtud, kui kuju tasakaalu kaotas ja ümber kukkus. Tuli uuesti otsast alata. Et õnnetus ei korduks sai Kalevipoeg sedapuhku kätte sambataolise kepi, mis teda toetas. Ehitustöö kestis aastaid. Lõpuks oli kuju valmis ning vaatas künka otsast üle noorte mändide latvade. Germaani kangelasi eeskujuks võttes oli Glehn kujule selga pannud härjanaha, mille sarved jäid kandja pea kohale püsti. Nende sarvede pärast hakkas rahvas kuju "Glehni kuradiks" kutsuma. Nördinud Glehn pani kuju juurde kivi kirjaga:" Kalevipoeg on mu nimi ja hind, lollid kuradiks kutsuvad mind!"

Kalevipojast pisut eemale, teise künka otsa laskis Glehn samasugutest raudkivikildudest teha lohe, mida rahvas krokodilliks nimetab. Ka sellega juhtus ehitamise ajal äpardus - pea kukkus otsast ära. Lohele tehti uus pea, vana aga jäeti maa seest välja vaatama nagu tungiks teine lohe maa-alt välja. Tõenäoliselt moodustas lohe koos Kalevipojaga ühise kujudegrupi - küllap Niebelungide saaga mõjul, mida Glehn kahtlemata paremini tundis kui Kalevipoja lugu.

1910.aastal alausatati pargis vaatetorni ehitamist. Selle tippu paigutati pikksilm, mida soovijad võisid tasu eest kasutada. Tornis asus Glehni "värkstuba", vahekorruseid kasutati õunahoidlana. Lossi vastas paikneb nn. palmimaja. Pooleldi maa sisse kaevatud, põhja poolt mätastega kaetud, lõunast mitmevärvilisest, osalt valgetest klaasruutudest katusega, mille raudkivikildudest liidetud raamistik moodustab taeva taustal fantastilise pitsmustri. Palmimaja keskel oli kaks väikest, taimedega ümbritsetud basseini, mille ilu imetlemiseks võis tõusta siseseina ääri mööda kulgevat kaldteed pidi üles katuse alla.

Pargi korda seadnud, avas Glehn selle külastajatele. Igas pargiväravas asus vahimaja. Parki sissepääs maksis 3 kopikat, palmimaja vaatamine aga 10. Park kujunes õige pea elavalt külastatavaks, eriti paelusid tähelepanu siin leiduvad skulptuurid.

I Maailmasõja ajal äratasid vaatetorn ja Kalevipoeg, mis kõrgusid üle madala metsa sõjaväevõimudes kahtlust, et nende tipust võidakse signaliseerida merel asuvatele saksa laevadele ja kohaletoodud soldatid tõmbasid Kalevipoja pikali ning lõhkusid ka osa tornist. Täna on vaatetornis Mustamäe tähetorn. Ka Kalevipoja kuju taastati Nõmme Heakorra Seltsi toetusel ning 1990.aastal sai see skulptor Mati Karmini käe all endale uue elu.

Glehni lossi saatus oli aga järgmine.

Pärast Glehni lahkumist suure sõja eest 1918.aastal jäi loss peremeheta ning kiiresti kandsid Nõmme elanikud laiali mööbli ja uksed, aknad. Lossi kive kasutati ehituseks.

Lagunev tondiloss pälvis 60.aastatel TPI Meeskoori tähelepanu, kes unistasid, et peatselt Mustamäel valmivale uuele ülikoolilinnakule, on juurde vaja klubihoonet, mis mahutaks ülikooli taidlejaid. 1966.aasta kevadel toimuski esimene ühistöö päev, kus puhastati lossi keldrid prahist ja algas ehitustöö, mis kestis ühtekokku 11.aastat. Palju tööd tehti ühiskondlikus korras, lisaks taidluskollektiividele ehitasid lossi küll kõik tollased tudengid. Lossi ehitustööde suurkoordinaatoriks oli tänane tehnikaülikooli ehitusteaduskonna professor Ülo Tärno, kes koos oma lauluvendadega (A.Andreller, Jüri Jaama, Mati Krivel jpt.) tegid tänuväärset tööd lossi taastamisel. Palju tänusõnu peab ütlema ka tollasele rektorile professor Agu Aarnale, kes leidis võimalusi ehituse finantseerimiseks. 24.märtsil 1977.aastal, mil loss pidulikult taas-avati, oli rektoriks akadeemik Boris Tamm ning Taidlejate Maja juhatuse esimehena tegutses Agu Aarna. 1978.aastal vändati "Eesti Telefilmi" poolt värviline 20 minutine muusikafilm "Tudengiloss", kus esinesid kõik TPI taidluskollektiivid ja sõna sai ka professor Agu Aarna. Filmi autoriks oli TPI üliõpilasklubi direktor Olavi Pihlamägi, kes veel tänagi "rauakooli" kultuuririnnet juhib. 1986.aastal - TPI 50.sünnipäevaga seonduvalt õnnestus lossis viia läbi suur kapitaalremont, mis oluliselt parandas lossi siseilmet ning 1998.aastal, TTÜ 80.sünnipäeva aastal, viidi läbi taas lossi noorenduskuur.

Tänane Glehni loss on eelkõige erineva sisuga koosviibimisete jaoks, kuid oma tähtpäevi tähistavad siin ka ülikooli arvukad allüksused. Oma traditsiooniliste õhtutega täidavad lossi ka korporatsioonid ja teised üliõpilasühendused.

Samas on võimalus lossi ruume pidulike ürituste, koosviibimiste ja kontsertide jaoks ka üürida.

Mis puutub lossi rajajasse Nikolai von Glehni, siis suri ta 1923.aastal Brasiilias, kuhu oli emigreerunud sõdade eest. Surm saabus pärast kukkumist hobuse seljast, sest ka kõrges eas ei loobunud omapärase mõttemaailmaga kangekaelne vana mees oma lemmikharrastusest - ratsutamisest. Tänapäeval vaatab turist uudishimulikult Mustamäe ja Nõmme piiriks oleval mäeveerel asuvat saksa karjamõisade stiilis ehitist, milles on Nõmme rajaja Nikolai von Glehni ehitaja ja mõtleja talent ühendatud tehnikatudengite raudse tahtmisega tuua uus elu vana lossi paeste müüride vahele.