O palácio foi construído por Emmanuel Philibert Savoy sob a direção do arquiteto Ascanio Vitozzi e serviu de residência para o bispo na nova capital de Savoy, Turim. Depois de ser capturado pelos franceses em 1536, o palácio se tornou a residência dos vice-reis franceses de Saboia, nomeados pelo rei da França, Francisco I. Emmanuel Philibert, o duque de Saboia, era um conhecedor das artes e, mais tarde, encheu o palácio com uma enorme coleção de arte e móveis requintados. Ele foi redesenhado para ser uma futura residência para os membros da família Savoy por Christina Marie da França e foram feitas grandes reformas no palácio com a ajuda do arquiteto Filippo Juvarra. A Capela do Santo Sudário, que contém o venerado Sudário de Turim, foi acrescentada ao palácio como um edifício adjacente em 1694. Em 1946, a propriedade do palácio foi transferida para a República Italiana e transformada em um museu dedicado à história e ao trabalho da Casa de Saboia.