Строительство нового королевского дворца было задумано Августом ІІ, королем польским и великим князем литовским. Дворец в Гродно должен был стать королевской резиденцией и местом проведения генеральных сеймов Речи Посполитой. Однако строительство дворца было осуществлено только при Августе ІІІ.
Проект дворцового комплекса был разработан Карлом Фридрихом Пёппельманом, придворным архитектором из Дрездена. Строительство длилось с 1737 по 1742 год.
Главный корпус в виде буквы «П» образовывал большой парадный внутренний двор – курдонёр. Само здание было соразмерным и величественным, выдержанным в стиле рококо. Его фасады делились пилястрами, были украшены картушами с масками, лепкой разных форм. Живописность здания усиливалась сочетанием насыщенного кирпичного цвета черепицы и бело-розовых плоскостей фасада.
Главный вход вел в большой Зал стражи, украшенный фресковыми росписями. Рядом находились первая приемная короля (Овальный зал), Сенаторский и Посольский залы. Все они были богато украшены лепными картушами и рокайлями, фресковой имитацией архитектурных деталей. Королевские апартаменты находились в правом крыле дворца, а в левом – помещения для придворных, слуг и охраны.
Парадный двор замыкали два одноэтажных здания – кордегардия и пекарня. Между ними сохранились до наших дней в первоначальном виде ограда и въездные ворота, пилоны которых венчают скульптуры мифических существ – сфинксов с пухлыми путти. Столбы ограды увенчаны шлемами с военной атрибутикой.
Поскольку дворец был возведен напротив Старого замка, прежней резиденции королей, со временем за ним закрепилось название Новый замок.
При Станиславе Августе Понятовском во дворце были сделаны большие ремонтные работы под руководством Джузеппе Сакко, придворного архитектора из Италии, и декоратора Шимона Маньковского. Интерьеры были переделаны в стиле классицизма.
Первый генеральный сейм Речи Посполитой в новом дворце прошёл в 1744 г. В 1793 г. здесь состоялся последний сейм Речи Посполитой, на котором был утверждён второй раздел Речи Посполитой.
Во время национально-освободительного восстания, 30 октября 1794 года, его руководитель Тадеуш Костюшко провёл в гродненском королевском дворце совещание с руководителями повстанческих отрядов Великого Княжества Литовского.
Здесь в 1795 году король Станислав Август Понятовский подписал акт отречения от престола. Речь Посполитая была окончательно разделена между Россией, Австрией и Пруссией. В середине февраля 1797 года по приказу российского императора Павла І Понятовский выехал из Гродно в Санкт-Петербург.
Дворец перешёл к военному ведомству Российской империи. Сначала здесь размещался кадетский корпус, а потом военный госпиталь. В середине 19 века во дворце были проведены значительные ремонтные работы, Овальный и Посольский залы были разделены на несколько помещений.
Здание сильно пострадало во время боев за город в 1944 году. Восстановлением дворца и приспособлением его под административное учреждение руководил архитектор В. Вараксин.
В 1991 году дворец был передан учреждениям культуры, его главный корпус и левое крыло занял музей. Помещения были реконструированы в анфилады выставочных залов, а часть их приспособлена под запасники.