พระราชวังดุสิตเป็นพระราชวังที่พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้สร้างขึ้น ภายหลังเสด็จกลับจากการประพาสยุโรปครั้งที่ 1 พระองค์มีพระราชดำริว่า พระบรมมหาราชวัง ในฤดูร้อนจะร้อนจัดเพราะมีตึกบังอยู่โดยรอบทำให้ขวางทางลม รวมทั้ง พระองค์โปรดพระราชดำเนินด้วยพระบาทในระยะทางหนึ่งพอสมควรแก่พระกำลัง ถ้าประทับอยู่บนพระที่นั่งไม่ได้เสด็จพระราชดำเนินแห่งใดหลายเดือนก็ไม่ใคร่ทรงสบาย[1] นอกจากนี้ นายแพทย์ประจำพระองค์ได้กราบบังคมทูลว่า ในพระบรมมหาราชวังซึ่งเป็นพระราชนิเวศน์ที่ประทับมาแต่เดิมไม่ถูกสุขลักษณะ ทำให้พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว ตลอดทั้งพระบรมวงศานุวงศ์ทรงพระประชวรกันเสมอ

เมื่อปี พ.ศ. 2441 พระองค์ได้เสด็จพระราชดำเนินทอดพระเนตรพื้นที่สวนและทุ่งนาบริเวณทิศตะวันออกเฉียงเหนือของพระบรมมหาราชวังแล้วทรงพอพระราชหฤทัย จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ซื้อที่ดินระหว่างคลองผดุงกรุงเกษมจนถึงคลองสามเสนด้วยเงินพระคลังข้างที่อันเป็นพระราชทรัพย์ส่วนพระองค์ พระราชทานชื่อตำบลแห่งนี้ว่า "สวนดุสิต" และโปรดเกล้าฯ ให้สร้างพลับพลาขึ้นเป็นที่เสด็จประทับแรมชั่วคราวและให้เรียกที่ประทับแห่งนี้ว่า “วังสวนดุสิต”[1]

เมื่อมีการขยายพระนครไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือ พระองค์โปรดเกล้าฯ ให้ตัดถนนสามเสน ถนนราชดำเนินใน ถนนราชดำเนินนอก และโปรดให้รื้อพระที่นั่งมันธาตุรัตนโรจน์ที่เกาะสีชัง จังหวัดชลบุรี มาสร้างที่วังสวนดุสิตและพระราชทานนามว่า "พระที่นั่งวิมานเมฆ"[2] โดยโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ทรงกำกับการออกแบบและทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มีการเฉลิมพระที่นั่งวิมานเมฆ เมื่อวันที่ ๒๗ มีนาคม พ.ศ. 2445[3] พร้อมกันนี้ พระองค์ยังโปรดเกล้าฯ ให้สร้างเรือนไทยหมู่หนึ่ง พระราชทานนามว่า "เรือนต้น" เพื่อใช้เป็นที่เสด็จให้ประชาชนที่พระองค์ได้ทรงรู้จักเมื่อครั้งเสด็จประพาสต้นมาเฝ้า

เมื่อมีการสร้างที่ประทับถาวรขึ้นและเสด็จมาประทับบ่อยครั้ง จึงมีพระราชดำริที่จะสร้างพระที่นั่งต่าง ๆ ขึ้นเพื่อใช้ประกอบพระราชพิธีได้เช่นเดียวกับพระบรมมหาราชวัง จึงโปรดเกล้าฯ ให้ประกาศเปลี่ยนนามวังสวนดุสิตเป็น "พระราชวังสวนดุสิต" [4]

นอกจากสร้างพระที่นั่งต่าง ๆ ขึ้นในพระราชวังสวนดุสิตแล้ว ยังโปรดเกล้าฯ ให้สร้างสวนและพระตำหนักพระราชทานให้เป็นที่ประทับของสมเด็จพระอัครมเหสี พระราชเทวี พระอัครชายา พระราชชายา เจ้าจอม และพระธิดา ยังมีสวนอีกมากมายได้แก่ สวนสี่ฤดู สวนหงส์ สวนบัว สวนฝรั่งกังไส สวนนกไม้ สวนม้าสน สวนผักชีเข้ม สวนญี่ปุ่น สวนวิลันดา และสวนโป๊ยเซียน และโปรดเกล้าฯ ให้จัดระเบียบพระราชวังดุสิตเป็นเขตพระราชฐาน ฝ่ายหน้า ฝ่ายใน อย่างถาวร

ต่อมาเมื่อเสด็จกลับจากประพาสทวีปยุโรปเป็นครั้งที่ 2 ใน พ.ศ. 2451 โปรดเกล้าฯ ให้ขยายเขตพระราชฐานด้านหลังพระราชวังสวนดุสิต เป็นเขตพระราชอุทยานส่วนพระองค์ พร้อมทั้งเป็นที่ประทับถาวรของพระราชธิดา เจ้าจอมมารดา ที่อยู่ของเจ้าจอมและข้าราชบริพารในพระองค์ เมื่อเสด็จสวรรคตแล้ว พระราชอุทยานนี้พระราชทานนามว่า "สวนสุนันทา" พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จประทับที่พระราชวังแห่งนี้จนกระทั่งเสด็จสวรรคตที่พระที่นั่งอัมพรสถาน ซึ่งเป็นพระที่นั่งองค์หนึ่งในพระราชวังสวนดุสิต

ในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้เรียกพระราชวังสวนดุสิตว่า "พระราชวังดุสิต" [5] และโปรดให้สร้างสวนจิตรลดาในบริเวณระหว่างพระราชวังดุสิตกับวังพญาไท เพื่อเป็นที่เสด็จประพาสและประทับแรม และสร้างพระตำหนักขึ้นหลังหนึ่ง พระราชทานนามว่า พระตำหนักจิตรลดารโหฐาน ซึ่งในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้ผนวกสวนจิตรลดาเข้าเป็นส่วนหนึ่งของพระราชวังดุสิต [6]

พระราชวังดุสิตได้เป็นที่ประทับของพระมหากษัตริย์ตั้งแต่รัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวมาจนถึงรัชกาลปัจจุบัน แต่ได้มีการเปลี่ยนแปลงบางส่วนเป็นที่ทำการของรัฐบาล ยังคงเหลือเพียงส่วนหนึ่งที่เป็นเขตพระราชวังที่ประทับของพระบาทสมเด็จพระมหาภูมิพลอดุลยเดชมหาราช บรมนาถบพิตรและสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง บริเวณพระตำหนักจิตรลดารโหฐาน