Построенный при Екатерине II, в конце XVIII века, Дворец предназначался для отдыха знатных особ, когда они возвращались из Санкт-Петербурга в Москву. Архитектор Матвей Казаков спроектировал роскошное здание в лучших традициях романтической неоготики. Зеленая территория вокруг Дворца позже была превращена в пейзажный парк, один из красивейших в Москве.
Во Дворце побывали все российские императоры. Петровский Путевой Дворец становился их последней ступенькой по дороге на престол: здесь они останавливались перед тем, как прибыть на венчание на царство — церемонию, которая всегда совершалась в Москве.
Во время войны 1812 года в Петровском Путевом Дворце располагалась ставка Наполеона Бонапарта. Именно отсюда он наблюдал, как горит не покорившийся ему город. Дворец, разоренный после бегства Наполеона, был восстановлен при императоре Николае I. В обновленных залах Дворца вновь останавливались на отдых члены императорской фамилии, устраивались приемы в честь знатных депутаций и делегаций.