До XVI століття на місці королівського палацу в Турині стояв єпископський палац. Після захоплення Савої в 1536 році Францією палац було перетворено на резиденцію віцекоролів. 1559 року савойський герцог Еммануїл Філіберт підписав мирний договір та зміг повернути власні володіння. Столицю герцогства він переніс до Турина[1].

Еммануїл Філіберт частково розширив палац для зберігання своїх мистецьких колекцій. Його син та наступник, Карл Еммануїл I (1580—1630), у 1608 році наказав добудувати до палацу кільце ґанків, увінчаних відкритою галереєю, для святкування весіль його дочок Маргарити Савойської та Ізабелли Савойської. Віктор Амадей I під впливом дружини, дочки французького короля Генріха IV Крістіни Марії, наказав перенести герцогську резиденцію до замку Валентино на околицях Турина. У 1645 році Крістіна Марія наказала перебудувати герцогський палац як нову резиденцію п'ємонтських герцогів[2][3].

За правління Віктора Амадея II було створено Даніелівську галерею, названу на честь митця Даніеля Зайтера, який тут писав фрески. Також переважно за його правління в 1668—1694 роках було добудовано каплицю Гваріні — каплицю, в якій зараз знаходиться Туринська плащаниця[4].

Віктор Амадей III під впливом дружини Марії Антонії Іспанської переніс свою резиденцію до палацу Ступініджі. За Карла Еммануїла III палац було перебудовано в неокласичному стилі. Пізніше деякі будівлі палацу були реконструйовані.

Після скасування монархії в Італії в 1946 році королівський палац Турина був націоналізований на користь держави. У 1997 році палац було внесено до списку Всесвітньої спадщини ЮНЕСКО під номером 823[5].