Большой дворец в Гатчине был заложен 3 мая 1766 года, когда Гатчинская усадьба принадлежала графу Григорию Орлову. Автор проекта, известный архитектор Антонио Ринальди, задумал возвести дворец в виде охотничьего замка с башнями и подземным ходом. Основное здание дворца соединялось полукруглыми открытыми галереями со служебными корпусами - Кухонным и Конюшенным каре. Снаружи дворец был облицован местным - пудостским и чернинским - камнем. Строгости, почти суровости внешнего облика дворца Ринальди сознательно противопоставил пышность и утонченность его внутренней отделки.
Строительство дворца было завершено в 1781 году, а в 1783 году, после смерти графа Орлова, Екатерина II подарила Гатчину своему наследнику, будущему императору Павлу I.
Внутренние помещения дворца также были перестроены. На первом этаже главного корпуса расположились личные комнаты Павла - Нижняя Кавалерская, Нижний Тронный зал, Туалетная, которые и сейчас представляют собой блистательный образец жилого интерьера 18 века. На месте двух комнат дворца была создана Мраморная столовая, которую украсили шестнадцать колонн каррарского мрамора и барельефы с изображением сцен из жизни Диониса, древнегреческого бога виноделия. Смежную с Мраморной столовой Тронную Павла I обустроили на месте кабинета графа Орлова. Особым украшением Тронной был паркет с великолепным рисунком, исполненным из различных пород дерева. Белый зал, предназначавшийся для особо торжественных приемов, был украшен мраморными барельефами и скульптурами, часть которых была установлена еще при Орлове. Кроме Бренны, над новыми интерьерами Гатчинского дворца работали архитекторы В. Баженов и А. Воронихин.
В Конюшенном каре, перестроенном по проекту В. Бренны, были устроены театр, библиотека и арсенал. С последним связано новое название каре - его стали называть Арсенальным. В правом полукружье, соединявшем Арсенальное каре с главным корпусом, была устроена Греческая галерея, в левом полукружье, которое вело в Кухонное каре, - Оружейная и Чесменская галереи. В Оружейной галерее разместили коллекцию старинного оружия, в Чесменской - три огромные картины художника Ф. Гаккерта с эпизодами Чесменского сражения.
После смерти Павла в 1801 году дворец принадлежал его вдове Марии Федоровне, а в 1828-1855 годах здесь разместилась одна из резиденций Николая I. В 1845 году дворец снова начали перестраивать. На этот раз перестройка дворца была поручена архитектору Р. Кузьмину, который должен был отреставрировать главный корпус дворца и увеличить число жилых помещений для императорской семьи.
По проекту Кузьмина служебные корпуса - каре - были надстроены до высоты галерей. В Арсенальном каре разместились апартаменты Николая I (там же позднее жили Александр II и Александр Ш). К интерьерам дворца Кузьмин прибавил Парадный вестибюль, Мраморную лестницу, Китайскую и Готическую галереи.
В 1851 году на площади перед дворцом был установлен памятник Павлу I работы И. Витали.
После Октябрьской революции Гатчинский дворец стал государственным музеем, в котором размещалось около 54 тысяч ценнейших экспонатов.
Во время Великой Отечественной войны стараниями сотрудников музея удалось сохранить примерно пятую часть этих ценностей. Сам дворец сильно пострадал от бомбежек, а внутренняя отделка была практически полностью утрачена. Не смотря на то, что сохранились многие чертежи, фотографии, гравюры и акварели с изображением интерьеров, восстановление дворца-музея началось только в мае 1976 года. С 8 мая 1985 года, когда были открыты для посещения три зала парадной анфилады, Гатчинский дворец стал доступен широкой публике.
