Дворец был построен в 1911 году для семьи последнего российского императора Николая II по проекту ялтинского архитектора Н.П. Краснова (1864-1946 гг) на месте сгоревшего в 1882 г. Здание выдержано, в основном, в стиле Возрождения с включением мотивов византийской, арабской, готической архитектуры, стиля "модерн". В архитектуре трехэтажного, облицованного белым инкерманским камнем дворца отчетливо прослеживаются формы итальянского Возрождения с тончайшей прорисовкой колоннад, открытых аркад, очаровательного флорентийского дворика. В качестве свойственных эклектике «добавок» привлечены элементы зодчества Византии (звонница), арабской архитектуры (световой дворик) и готический (колодец и химера на балконе).

До наших дней в Ливадийском дворце сохранились интерьеры только трех залов. Интересен Белый зал дворца, где с 4 по 12 февраля 1945 г. проходили заседания Крымской конференции великих держав - участниц антигитлеровской коалиции - СССР, США и Великобритании. Следует отметить, что здание было построено по последнему слову техники того времени: здесь и центральное водяное отопление, и лифт, и электрическое освещение. Камины, установленные в залах, служат не только декоративным убранством: при необходимости они могут отапливать залы дворца.

Дворец расположен на территории бывшего царского имения "Ливадия", приобретенного в 1861 году императором Александром II. До 1917 года Ливадия официально являлась летней царской резиденцией. Именно здесь Николай II мечтал жить после своего отречения. В архитектурный ансамбль здания включен Крестовоздвиженский храм в византийским стиле - фамильная церковь нескольких поколений Романовых. Дворец размещен на террасе, на высоте 121 м над уровнем моря среди великолепного старинного пейзажного парка площадью 46 га. Парк был заложен еще в 30-х гг. XIX в. в пейзажном стиле и имел четкую двухчастную структуру: перед дворцом открытый, наполненный солнцем партер, подчеркнутый сомкнутыми насаждениями на остальной территории, обеспечивавшими тень и прохладу для прогулочного отдыха.

В 20-е годы Ливадийский дворец - первый санаторий для крестьян. В первые послевоенные годы - государственная дача руководителя советского государства И. В. Сталина. С 1953 года дворец становится главным корпусом санатория ВЦСПС "Ливадия", а с 1974 года работает как выставочный комплекс санатория. В ноябре 1993 года дворец получает статус государственного музея Министерства культуры Автономной Республики Крым.