Будаўніцтва новага палацавага комплексу было задумана Аўгустам ІІ, каралём польскім і вялікім князем літоўскім. Палац у Гродне павінен быў стаць каралеўскай рэзідэнцыяй і месцам правядзення генеральных соймаў Рэчы Паспалітай. Але пабудаваны ён быў пазней, пры Аўгусце ІІІ.
Праект палацавага комплексу быў распрацаваны Карлам Фрыдрыхам Пёпельманам, прыдворным архітэктарам з Дрэздэна. Будаўніцтва доўжылася з 1737 па 1742 год.
Галоўны корпус у выглядзе літары «П» ствараў вялікі парадны ўнутраны двор – курданёр. Сам будынак быў суразмерным і велічным, вытрыманым у стылі ракако. Фасады былі ўпрыгожаны пілястрамі, картушамі з маскамі, лепкай розных форм. Маляўнічасць будынка ўзмацняла спалучэнне насычанага цагельнага колеру дахоўкі і бела-ружовых фасадаў.
Галоўны ўваход вёў у вялікую Залу Варты, упрыгожаную фрэскавым роспісам. Побач знаходзіліся першая прыёмная караля (Авальная зала), Сенатарская і Пасольская залы. Усе яны былі багата аздоблены ляпнымі картушамі і ракайлямі, фрэскавай імітацыяй архітэктурных дэталяў. Каралеўскія апартаменты знаходзіліся ў правым крыле палаца, а ў левым – памяшканні для прыдворных, слуг, варты.
Парадны двор замыкалі два аднапавярховыя будынкі – кардэгардыя і пякарня. Паміж імі захаваліся да нашых дзён у першапачатковым выглядзе агароджа і ўяздныя вароты, пілоны якіх завяршаюць скульптуры міфічных істот – сфінксаў з пухлымі пуці. Слупы агароджы ўвенчаны шлемамі з вайсковай атрыбутыкай.
Паколькі палац быў узведзены насупраць Старога замка, былой рэзідэнцыі каралей, з цягам часу за ім замацавалася назва Новы замак.
Пры Станіславе Аўгусце Панятоўскім у палацы былі праведзены вялікія рамонтныя работы пад кіраўніцтвам Джузэпе Сака, прыдворнага архітэктара з Італіі, і дэкаратара Шымона Манькоўскага. Інтэр’еры былі перароблены ў стылі класіцызму.
Першы генеральны сойм Рэчы Паспалітай у новым палацы сабраўся ў 1744 г. У 1793 г. тут адбыўся апошні сойм Рэчы Паспалітай, на якім быў зацверджаны другі падзел дзяржавы.
Падчас нацыянальна-вызваленчага паўстання, 30 кастрычніка 1794 года, яго кіраўнік Тадэвуш Касцюшка правёў у гродзенскім каралеўскім палацы нараду з кіраўнікамі паўстанцкіх атрадаў Вялікага Княства Літоўскага.
Тут у 1795 г. кароль Станіслаў Аўгуст Панятоўскі падпісаў акт адрачэння ад прастола. Рэч Паспалітая была канчаткова падзелена паміж Расіяй, Аўстрыяй і Прусіяй. У сярэдзіне лютага 1797 г. па загадзе расійскага імператара Паўла І Панятоўскі выехаў з Гродна ў Санкт-Пецярбург.
Палац перайшоў да ваеннага ведамства Расійскай Імперыі. Спачатку тут месціўся кадэцкі корпус, а пасля ваенны шпіталь. У сярэдзіне 19 ст. у палацы быў зроблены вялікі рамонт, Авальную і Пасольскую залы перарабілі на некалькі памяшканняў.
Будынак быў моцна пашкоджаны падчас баёў за горад у 1944 г. Аднаўленнем палаца і прыстасаваннем яго пад адміністрацыйную ўстанову кіраваў архітэктар У. Вараксін.
У 1991 г. палац быў перададзены ўстановам культуры, яго галоўны корпус і левае крыло былі аддадзены музею. Памяшканні былі рэканструяваны ў анфілады экпазіцыйных залаў, а частка прыстасавана пад фондасховішчы.