พระราชวังตุยเลอรีเริ่มสร้างในปีค.ศ. 1564 ตามความปรารถนาของพระนางแคทเธอรีน เดอ เมดีชี[2] ราชินีหม้ายในพระเจ้าอ็องรีที่ 2 ซึ่งเสด็จสวรรคตทันด่วนจากอุบัติเหตุ ต่อมาในรัชสมัยพระเจ้าอ็องรีที่ 4 ตัววังได้รับการขยายไปทางทิศใต้จนไปบรรจบกับห้องจัดแสดงริมแม่น้ำ กร็องด์กาลรี (Grande Galerie) และยังขยายปีกตะวันตกจนจรดไปถึงอาณาเขตสนามของพระราชวังลูฟวร์

ในรัชสมัยพระเจ้าหลุยส์ที่ 14 พระราชวังตุยเลอรีถูกขยายครั้งใหญ่ที่สุดระหว่างปีค.ศ. 1659 ถึง 1661 ตัวมีการขยายวังไปทางเหนือ ส่วนที่ถูกสร้างเพิ่มใหม่คือโรงละครตุยเลอรี (Théâtre des Tuileries)[3] และระหว่างปีค.ศ. 1664 ถึง 1666 ครอบหน้าและท้องพระโรงกลางถูกแก้ไขใหม่โดยสถาปนิกหลวง หลุยส์ เลอ วู (Louis Le Vau) เขายกบันไดใหญ่ในท้องพระโรงกลางออกทำเป็นโถงแนวกว้าง และมีการสร้างโดมทรงสี่เหลี่ยมเหนือห้องโถงชั้นบน มีการสร้างบันไดใหญ่องค์ใหม่ไว้ที่ทางเข้าปีกเหนือของวัง มีการก่อสร้างอาคารชุดที่ประทับที่ตกแต่งอย่างหรูหราที่ปีกใต้ ห้องบรรทมขององค์กษัตริย์อยู่ชั้นระดับดินหันหน้าไปหาพระราชวังลูฟวร์ โดยมีห้องขององค์ราชินีอยู่ชั้นบนตำแหน่งเดียวกัน

ในช่วงการปฏิวัติฝรั่งเศส เดือนตุลาคม ค.ศ. 1789 พระเจ้าหลุยส์ที่ 16 พร้อมพระบรมวงศ์ถูกบังคับให้ออกจากพระราชวังแวร์ซาย และถูกนำตัวมาประทับไว้ที่พระราชวังตุยเลอรีภายใต้การสอดส่องดูแล พระเจ้าหลุยส์และพระบรมวงศ์แอบหลบหนีจากวังตุยเลอรีในคืนวันที่ 20 มิถุนายน ค.ศ. 1791 แต่ก็ถูกจับกุมที่เมืองวาแรนและถูกนำตัวกลับมาที่วังตุยเลอรี