เมื่อพระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราชปราบดาภิเษกขึ้นเถลิงถวัลยราชสมบัติเมื่อปี พ.ศ. 2325 พระองค์โปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระที่นั่งอมรินทราภิเษกมหาปราสาทซึ่งเป็นพระมหาปราสาทองค์แรกภายในพระบรมมหาราชวัง พระองค์โปรดเกล้าฯ ให้ถ่ายแบบจากพระที่นั่งสรรเพชญปราสาทภายในพระราชวังหลวงที่กรุงศรีอยุธยามาใช้เป็นต้นแบบ โดยเริ่มสร้างเมื่อปี พ.ศ. 2326 และพิธียกยอดพระมหาปราสาทเมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2327 พระที่นั่งอมรินทราภิเษกมหาปราสาทแห่งนี้เป็นสถานที่ใช้ประกอบการพระราชพิธีบรมราชาภิเษกของพระองค์ซึ่งจัดขึ้นอีกครั้งตามโบราณขัตติยราชประเพณี อย่างไรก็ตาม พระที่นั่งองค์นี้เกิดเพลิงไหม้จนต้องรื้อลงเมื่อ พ.ศ. 2332 พระองค์จึงโปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระมหาปราสาทขึ้นใหม่ที่แตกต่างจากพระที่นั่งองค์เดิม โดยสร้างขึ้นเป็นพระที่นั่ง 2 องค์ ได้แก่ พระที่นั่งดุสิตมหาปราสาท เป็นท้องพระโรง และพระที่นั่งพิมานรัตยาเป็นที่ประทับ

หลังจากนั้น พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระที่นั่งอาภรณ์พิโมกข์ปราสาทขึ้นบริเวณกำแพงแก้วพระที่นั่งดุสิตมหาปราสาทด้านตะวันออกเพื่อใช้เป็นพลับพลาสำหรับรับส่งเสด็จฯ ขึ้นประทับบนพระราชยาน และพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระที่นั่งราชกรัณยสภาขึ้นอีกองค์บริเวณทิศตะวันออกของพระที่นั่งดุสิตมหาปราสาท เพื่อใช้เป็นสถานที่ประชุมที่ปรึกษาราชการแผ่นดิน

ปัจจุบัน หมู่พระมหาปราสาทใช้เป็นสถานที่ประกอบพระราชพิธีสำคัญ อาทิ พระราชพิธีฉัตรมงคล รวมทั้ง เป็นสถานที่สำหรับสรงน้ำพระบรมศพและประดิษฐานพระบรมศพของของพระบรมราชวงศ์ชั้นสูงหลายพระองค์