Дворцовый комплекс Палаццо Мадама расположился на площади piazza Castello в самом сердце исторического центра Турина, в нескольких десятках метров к югу от главных достопримечательностей города – Кафедрального собора и Королевского дворца. В числе прочих резиденций Савойского дома дворец включен ЮНЕСКО в перечень объектов всемирного наследия.
На месте нынешнего дворца в 13 веке на остатках древних ворот римского периода (построены около 1 века) была выстроена небольшая крепость. В 14 – 15 веках крепость принадлежала младшей ветви Савойской династии Савойя – Акайя. В этот период крепость была значительно расширена, ей была придана прямоугольная форма с внутренним двориком, добавлен портик и четыре цилиндрические угловые башни.
Роль крепости увеличилась после переноса столицы королевства из Шамбери в Турин Эммануилом Филибертом в 1563 году. Именно в Палаццо Мадама во время особо торжественных мероприятий на всеобщее обозрение выставлялась знаменитая Туринская плащаница. В 1637 году дворец выбрала в качестве своей резиденции герцогиня Савойская Кристина Мария Бурбон Французская, регентша Карла Эммануила II Савойского. Тогда же начались работы по реструктуризации дворца и модернизации внутреннего убранства. Еще через шестьдесят лет дворец избрала своей резиденцией еще одна влиятельная женщина герцогства Мария Жанна Савойя–Немур, регентша при герцоге Викторе Амадее II. Так в конце 16 - начале 17 века дворец получил свое нынешнее имя, как место проживания двух королевских «мадам». В 17 веке некоторые элементы средневековой крепости были убраны или скрыты – в интерьере внутреннего дворика оказались остатки римских ворот, был убран древний подъемный мост в западной части замка.
В начале 18 века знаменитый архитектор Филиппо Юварра разработал проект по грандиозной перестройке фасада дворца, реализованный к 1721 году. Мрачный средневековый замок окончательно превратился в ослепительно белый барочный дворец. Впрочем, три угловые башни, построенные еще в 15 веке, сохранились.
Впоследствии дворцу приходилось исполнять множество различных функций – он был и астрономической обсерваторией, и резиденцией правительства, парламента и суда. В 1934 году в здании дворца разместился музей древнего искусства, в 2006 году после череды реставраций двери музея вновь были открыты для публики.
Барочный фасад дворца визуально доминирует на площади piazza Castello. Фасад вертикально членен на три части; передняя часть, поддерживаемая мощными колоннами ионического ордера, несколько выступает вперед. Необычайную «воздушность» дворцу придают огромные окна второго яруса и элегантная балюстрада, украшенная вазами и статуями из белого мрамора. Одним из шедевров европейского барокко является парадная лестница дворца.