Здание построено по предложению Николая I на месте старого великокняжеского дворца. Строительство было поручено архитектору К.А. Тону в 1838–1850 годах.
Большой Кремлевский дворец – памятник архитектуры позднего классицизма. К.А. Тону удалось органично вписать здание в архитектурный ансамбль кремлевских построек, используя в фасадах мотивы XVII века (декоративные наличники, карнизы).
Здание в плане имеет П-образную форму и внутренний двор. На первом этаже располагалась «собственная половина» – жилые покои царской семьи, на втором – парадные покои. Часть парадных залов посвящена русским военным орденам: Георгиевскому, Екатерининскому, Владимирскому и др. Самый большой из них Георгиевский зал украшен барельефами скульптора П.К. Клодта и работами скульптора И.П. Витали.
Первоначальный облик Александровского и Андреевского (Тронного) залов в 1933–1934 годах был сильно изменен: уничтожено парадное убранство, разрушена стена между залами. В объединенном зале проходили Заседания Верховных Советов СССР и РСФСР.
В 1992 году Президентом России было принято решение о воссоздании утраченных интерьеров дворца.
В 1996–1997 годах специалистами НПФ «Ресма» были проведены реставрационные работы: