Дворец построен в 1766–1781 гг. по проекту итальянского архитектора Антонио Ринальди — любимого зодчего императрицы Екатерины II. Стиль — классицизм. Дворец построен для фаворита Екатерины II графа Григория Григорьевича Орлова.
В 1783 г. владельцем дворца стал сын Екатерины II, будущий император Павел I. Не сразу, а только в 1796 г. начались работы по перестройке отдельных частей дворца, результатом которых стало появление новых парадных залов. В этот раз архитектором выступал Винченцо Бренна.
После вступления Павла на престол 11 ноября 1796 г. Начала б перестройка дворца и перепланировка помещений в соответствии с новым статусом — императорской резиденции.
После гибели императора Павла I Гатчина перешла его вдове — императрице Марие Федоровне, при которой крупных строительных работ во дворце не проводилось, лишь небольшие изменения интерьеров под руководством Воронихина «на случай зимнего местопребывания».
В 1828 г. владельцем дворца становится сын Марии Фёдоровны Николай I. Последние большие работы проводились во дворце в 1844-1856 гг. под руководством архитектора Р. И. Кузьмина.
Позже владельцем Гатчинского стал Александр II, потом — Александр III, который сделал ее своей основной резиденцией. При нем работы в основном касались благоустройства и ремонта обветшавших частей здания. Дворец электрифицировали и телефонизировали, заменили водопровод и канализацию.
19 мая 1918 г. дворец открыли для посетителей, и до Великой Отечественной войны дворец в Гатчине был самым крупным из пригородных музеев Петербурга.
Во время оккупации фашистами дворцу был нанесён гигантский ущерб. Работы по восстановлению дворца начались еще в 1944 г., но были приостановлены в 1950 г. Реставрация возобновилась в 1796 г., а первые отреставрированные залы открылись для посетителей в 1985 г.
В 2022 г. дворец снаружи «отмыли», теперь он практически белый, с не таким, каким я его померила и ожидала увидеть — песочного цвета, местами темного. В прежнем цвете он нравился мне больше. Но пройдёт время, камень снова потемнеет.