Già dimora di Bernardino di Savoia, monsignor di Racconigi, l’edificio dal 1585 torna in possesso del duca Carlo Emanuele I (1562-1630) che lo fa ristrutturare sotto la direzione dell’architetto e ingegnere militare Ascanio Vitozzi (1539-1615).

Nella prima metà del Seicento è residenza del cardinale Maurizio di Savoia (1593-1657) e della consorte Ludovica, figlia di Vittorio Amedeo I (1587-1637). Situato tra Palazzo Reale e la chiesa di San Lorenzo, all’interno della cosiddetta “zona di comando” (parte del centro di Torino destinata ad accogliere le sedi rappresentative e amministrative del potere sabaudo), Palazzo Chiablese acquisisce un'unitarietà architettonica a partire dal 1753, quando Carlo Emanuele III (1701-1773) affida al Primo Architetto Regio Benedetto Alfieri (1699-1767) il progetto per la totale riplasmazione della residenza destinata al figlio Benedetto Maurizio, duca del Chiablese.

I lavori, che hanno come obiettivo la trasformazione dell’intero isolato compreso tra piazza San Giovanni, piazza Reale, via Palazzo di Città e via XX Settembre – l’edificio era infatti inizialmente costituito soltanto da un corpo di fabbrica su piazza San Giovanni e da una testata su piazza Reale – si protraggono fino alla morte di Alfieri (1767) e vengono conclusi verso il 1770 dall’architetto civile Giuseppe Battista Piacenza (1735-1818). Tra le parti più significative del palazzo, recentemente interessato da importanti interventi di restauro, si segnalano lo scalone d’ingresso e gli ambienti interni, connotati da una ricca e raffinata decorazione rocaille realizzata da abili stuccatori di origine luganese scelti direttamente da Benedetto Alfieri.

Negli anni Quaranta del Novecento il Palazzo è ceduto al Demanio dello Stato. Palazzo Chiablese è oggi sede degli uffici della Direzione Regionale per i Beni Culturali del Piemonte e delle Soprintendenze per i Beni Architettonici e per il Paesaggio e per i Beni Archeologici del Piemonte e del Museo di Antichità Egizie. Dopo i restauri avviati alla fine degli anni Novanta del Novecento, ha riaperto al pubblico alcune delle sale più significative e ricche di arredi.

Palazzo Chiablese fu bombardato da aerei della RAF durante i bombardamenti notturni dell’8 dicembre 1942 e del 13 luglio 1943, con bombe dirompenti di grosso e grossissimo calibro. Il tetto crollò parzialmente e gli infissi furono danneggiati lievemente.