El Real Alcázar, una fortaleza, precedió al Palacio Real. El edificio pasó a denominarse "real" después de que el rey Enrique III de Castilla lo convirtiera en uno de sus palacios favoritos y modificara su fachada. Su hijo Juan II erigió la Capilla Real y varias dependencias. El castillo medieval sufrió daños durante la Guerra de Sucesión castellana (1476), cuando los soldados de Juana la Beltraneja asaltaron la ciudadela.

El emperador Carlos I renovó el Alcázar con arquitectura renacentista, pero Felipe II contrató a pintores italianos, franceses y holandeses para que promovieran grandes obras. En esta época se construyeron la Torre del Oro y la Real Armería, arrasadas en 1894. Felipe III, Felipe IV y Carlos II continuaron este esfuerzo.

En 1700, Felipe V de Borbón asumió el trono y restauró el Alcázar, calificándolo de austero y obsoleto. La reina María Luisa Gabriela de Saboya y princesa de los Ursinos afrancesó los apartamentos. El incendio parcial del Alcázar en la Nochebuena de 1734 fue una excusa conveniente para demolerlo casi totalmente (salvo parte de los cimientos y algunas construcciones) y construir un nuevo palacio más acorde con la época y la nueva monarquía.

El palacio se construyó en 1738. El nuevo palacio sería de mampostería con techos abovedados y utilizaría madera sólo para la carpintería y las estructuras de los tejados para evitar incendios.