El palacio se encuentra en el territorio de la antigua fortaleza medieval, el Alcázar de Madrid. Felipe II lo convirtió en un palacio en 1561. El Alcázar, decorado con grandes obras de arte del Siglo de Oro español, fue destruido por un incendio en la Nochebuena de 1734. Según la leyenda, miembros de la corte de Felipe V de ascendencia francesa instigaron el incendio para construir un palacio al estilo francés o versallesco.
Felipe V llamó al mejor arquitecto europeo, Filippo Juvara. La primera piedra se colocó en 1738 y la construcción finalizó en 1751. En 1764, Carlos III fijó su residencia en el Palacio Real. Durante su época, el palacio adquirió su mayor esplendor.
Si quieres ver los gustos de los monarcas, sin duda tienes que venir aquí. El salón del rey Carlos III se ha conservado por completo. El salón del trono y la Cámara Gasparini son de estilo rococó. Carlos IV llevó decoraciones neoclásicas y mobiliario francés, Fernando VII colocó una colección de candelabros franceses en bronce y vidrio, y Felipe II instaló una armería junto al Alcázar.
Merece especial atención el «Campo del Moro», el parque adyacente al palacio. José Napoleón prestó especial atención a este parque porque no podía moverse por el recinto real, y encargó a Juan de Villanueva que conectara el jardín con su casa de campo a través de un túnel y un puente.