จอมพล สมเด็จพระอนุชาธิราช เจ้าฟ้าจักรพงษ์ภูวนาถ กรมหลวงพิษณุโลกประชานาถ โปรดให้สร้างวังจักรพงษ์ขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2452 เพื่อประทานให้เป็นวังที่ประทับของพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าจุลจักรพงษ์ ตลอดจนใช้เป็นที่ประทับพักผ่อนรับรองพระอาคันตุกะ และเป็นท่าเรือส่วนพระองค์ นอกเหนือจากวังที่ประทับ คือ วังปารุสกวัน โดยเจ้าฟ้าจักรพงษ์ภูวนาถฯ จะทรงเรียกบ้านหลังนี้ว่า วังท่าเตียน

ต่อมาในปี พ.ศ. 2456 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้ใช้เป็นที่ประทับชั่วคราวของสมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอ เจ้าฟ้าประชาธิปกศักดิเดชน์ กรมขุนสุโขทัยธรรมราชา เมื่อครั้งทรงสำเร็จการศึกษาจากประเทศอังกฤษ รวมถึงช่วงการเปลี่ยนแปลงการปกครอง คณะราษฎรได้ยึดวังปารุสก์เป็นกองบัญชาการ ก็มีการแปรพระราชฐานมาประทับอยู่ที่วังนี้

จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2481 เมื่อพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าจุลจักรพงษ์เสด็จกลับจากการศึกษาที่ประเทศอังกฤษ พร้อมหม่อมอาลิซาเบท ผู้เป็นชายา จึงเปลี่ยนชื่อวังนี้เป็น วังจักรพงษ์ และปรับปรุงเป็นที่ประทับสืบมา

เมื่อพระเจ้าวรวงศ์เธอ พระองค์เจ้าจุลจักรพงษ์ สิ้นพระชนม์ในปี พ.ศ. 2506 วังจักรพงษ์จึงตกเป็นของทายาทเพียงคนเดียวของราชสกุลจักรพงษ์ คือ หม่อมราชวงศ์หญิงนริศรา จักรพงษ์