Realizzato a partire dal 1584 su progetto dell’ingegnere ducale Ascanio Vitozzi (1539-1615) come sede del potere dinastico, il palazzo viene ampliato nel corso dei secoli dai principali architetti di corte per rispondere alle esigenze di rappresentanza dei Savoia: significativi aggiornamenti stilistici e distributivi vengono attuati dopo il passaggio dello Stato sabaudo da ducato a regno (1713), su progetto di Filippo Juvarra (1678-1736), Primo Architetto di S. M. responsabile dei progetti di ampliamento e completamento della cosiddetta “zona di comando” (parte del centro di Torino destinata ad accogliere le sedi rappresentative e amministrative del potere sabaudo), di cui Palazzo Reale è parte integrante, viene incaricato di alcuni interventi finalizzati alla sua rifunzionalizzazione e al suo aggiornamento stilistico: l’attività juvarriana all’interno del palazzo, ispirata a un gusto nuovo di carattere internazionale, è attestata nel Gabinetto Cinese e nella Scala delle Forbici.

La scala, iniziata nel 1720 e terminata nel 1722, viene costruita in occasione delle nozze del Principe di Piemonte Carlo Emanuele (futuro Carlo Emanuele III) con Anna Cristina di Baviera per consentire un accesso aulico al secondo piano, dove Juvarra predispone un appartamento per gli sposi. Essa presenta un impianto “a tenaglia”, con rampe sdoppiate che dilatano lo spazio nella fuga prospettica.

Il Gabinetto Cinese viene realizzato a partire dal 1732, nell’ambito del programma di trasformazione degli appartamenti privati al primo piano della reggia intrapreso dal nuovo re Carlo Emanuele III (1701-1773), e costituisce una raffinata testimonianza del nuovo gusto per l’esotismo, allora in voga nelle principali corti europee. La decorazione, in lacche oro su fondo nero, è opera degli intagliatori Carlo Maria Ugliengo, Giorgio e Gaudenzio Vietto, Alessandro Omma, Carlo Bogetto, Domenico e Angelo Sariga e, per le lacche inserite a completamento nei lambriggi e nelle parti laterali, di Pietro Massa.

Agli interveneti decorativi e distributivi attuati da Juvarra si affianca, dal 1730, la costruzione della manica settentrionale del palazzo, che chiude il cortile – che fino ad allora era stato diviso dal giardino con un semplice portico con terrazzo –, destinata a ospitare al primo piano gli archivi particolari e la biblioteca del re. Nel padiglione di nord-est Juvarra allestisce infine per Carlo Emanuele III lo sfarzoso Appartamento d’Inverno del Re.

Alla partenza di Juvarra per Madrid la carica di Primo Architetto Regio viene assunta da Benedetto Alfieri (1699-1767), che gli subentra anche negli aggiornamenti stilistici del palazzo. Alfieri nel 1748 viene incaricato dell’allestimento e della decorazione dell’ Appartamento nuziale del duca di Savoia Vittorio Amedeo (futuro Vittorio Amedeo III) con Maria Antonia Ferdinanda di Borbone Spagna. L’appartamento, situato al secondo piano del palazzo, conserva ancora quasi integri gli interventi alfieriani: particolarmente significativa è la Sala delle Udienze, dove il gusto rocaille trova espressione nelle boiseires intagliate, nelle specchiere e nel disegno degli arredi.

Sempre sotto la direzione di Alfieri, al primo piano del palazzo vengono completati gli interni degli archivi privati del re, costruiti da Juvarra chiudendo a nord il cortile dell’edificio; viene inoltre aggiornata la galleria “del Daniel” rivestendone le pareti di specchi che ne dilatano la spazialità originaria; la Sala del Caffè viene riordinata, come altre stanze, a partire dal 1739 con il rifacimento del pavimento su disegno del Piffetti; si eseguono inoltre lavori di ammodernamento negli appartamenti del re e della regina (rifacimento dei pavimenti, sostituzione dei vetri delle finestre, arredi), che si protraggono fino agli anni Sessanta del XVIII secolo. Il Rovere (Rovere 1858, p. 147) attribuisce ad Alfieri anche il “Gabinetto di toeletta” della regina, uno dei capolavori dell’ architetto astigiano per la qualità delle decorazioni  e la resa dello spazio, caratterizzato dalla continuità delle superfici a specchio e da raffinate cornici.

Nel 1748, per celebrare la propria affermazione nella guerra di successione austriaca, Carlo Emanuele III (1701-1773) incarica il pittore Claudio Francesco Beaumont (1694-1766) della decorazione della volta della Galleria delle Battaglie, con il Trionfo della Pace.

I lavori che si susseguono nel corso del Settecento corrispondono a esigenze connesse a un uso privato, in relazione al gusto dei diversi proprietari e in adesione alle tendenze artistiche del momento.

Nel 1788, sotto la direzione dell’architetto Giuseppe Battista Piacenza (1735-1818), inizia la decorazione dell’appartamento di Vittorio Emanuele duca d’Aosta, al secondo piano del palazzo, in previsione delle sue nozze. Maria Felicita, sorella del re, si trasferisce dal secondo piano al piano terreno, dove le si allestisce un nuovo appartamento. Gli ultimi interventi significativi vengono svolti sotto la direzione di Pelagio Palagi (1775-1860), «pittore preposto alla decorazione dei reali palazzi», negli anni quaranta dell’Ottocento, su committenza di Carlo Alberto (1798-1849); nella Galleria Beaumont viene allestita l’Armeria Reale.

1643-45, prosecuzione dei lavori sotto la direzione dell’ingegnere Maurizio Valperga, con l’allestimento delle sale di parata al primo piano;

1645-1648/1653-1660, prosecuzione dei lavori diretti da Carlo e Michelangelo Morello, realizzazione dei padiglioni, dello scalone e della facciata su disegno di Carlo Morello;

1662, definizione dello spazio della “piazzetta Reale”;

1674, inizio dei lavori per la galleria castellamontiana di collegamento con l’Accademia dei Paggi; 1667-1668, Guarino Guarini innalza la cappella della Sindone;

1720-1732, interventi finalizzati all’adeguamento di gusto ad opera del Primo Architetto di S. M. Filippo Juvarra;

1748-1750, il Primo Architetto Regio Benedetto Alfieri predispone l’Appartamento dei duchi di Savoia al secondo piano;

dal 1788, allestimento dell’Appartamento del duca d’Aosta al secondo piano sotto la direzione dell’architetto Giuseppe Battista Piacenza; allestimento dell’appartamento della principessa Maria Felicita a piano terra; 1801, decreto di demolizione delle due ali di fabbricati a nord e a sud del Castello (Palazzo Madama): piazza Castello, fino ad allora divisa in due, assume l’aspetto attuale; 1804-1805, il palazzo viene designato a Palazzo Imperiale durante l’Impero napoleonico;

1831-1848, riallestimento e redistribuzione funzionale degli appartamenti e allestimento dell’Armeria Reale e della Biblioteca Reale per volontà di Carlo Alberto, realizzazione della cancellata di chiusura della piazzetta Reale;

1862-1865, riplasmazione dello scalone per volere del re Vittorio Emanuele II