Areál vznikol ako pevnosť (Arg) za vlády Tahmáspa I. a koncom 18. storočia, keď Kádžárovci urobili z Teheránu hlavné mesto, sa stal oficiálne panovnícku rezidenciou. Najväčšia časť paláca vznikla roku 1865 podľa projektu architekta Hadži Abol-hasan Mimar Navaí, ktorý spojil tradície perzského staviteľstva vyznačujúceho sa bohatou ornamentikou s najnovšími západnými vplyvmi.

Šáh Rezá Šáh Pahlaví v rámci svojho reformného programu presídlil do nového paláca Nijávarán na severnom predmestí a dal zbúrať hradby citadely, aby uvoľnili priestor modernej výstavbe. Golestánsky palác potom slúžil k rôznym dvorským slávnostiam, neskôr bol premenený na múzeum a sprístupnený verejnosti.

Posledná veľká rekonštrukcia prebehla v roku 2004.