Nach der Eingliederung der Krim in das Russische Reich gehörte Massandra dem französischen Konteradmiral Prinz Karl Nassau-Siegen, dem Gutsbesitzer Matwei Nikitin, Sofia Konstantinowna Potockaja, Olga Stanislawowna Naryschkina, Alexandra Wasiljewna Branizkaja und der Familie Woronzow. 1881 begann Fürst Semjon Michailowitsch Woronzow mit dem Bau des Palastes nach einem Entwurf von Étienne Bouchard im Stil Ludwigs XIII. Doch 1882, nach dem Tod des Fürsten, wurden die Arbeiten eingestellt.

1889 erwarb das Domänenministerium das Anwesen für Kaiser Alexander III. Der Architekt P. K. Terebenev beschrieb den Zustand des Palastes zum Zeitpunkt des Kaufs als zweigeschossiges Steingebäude mit Keller, das aus lokalem Kalkstein gebaut war, mit einem Zinkdach und Dachfenstern. Im Inneren waren Eisenbalken installiert, aber die anderen Teile des Gebäudes fehlten. Die Baukosten wurden auf 85.000 Rubel geschätzt. Von 1892 bis 1902 setzte Maximilian Messmacher den Bau fort, wobei er die Maße und den Stil beibehielt, aber das Gebäude in ein märchenhaftes Terem verwandelte. Die Bauleitung hatte der Architekt Oskar Emiljewitsch Wegener. Der Palast gehörte Alexander III., dann Nikolai II. Die Kaiser besuchten ihn häufig, blieben aber nie über Nacht.

1822 schuf der berühmte Gärtner Karl Kebach unter Olga Naryschkina in Massandra einen Park im englischen Stil, der den Eichen-Hainbuchenwald ersetzte. Es wurden Wege angelegt, Alleen und Blumenbeete eingerichtet. Unter Kebachs Leitung wurden im Park Wacholder, Zedern, Zypressen, Mittelmeerkiefern sowie exotische Obstbäume gepflanzt. Heute ist dies einer der besten Landschaftsparks mit einer Fläche von 42 Hektar.

Von 1929 bis 1941 diente der Palast als Sanatorium „Proletarische Gesundheit“ für Tuberkulosekranke. In den Nachkriegsjahren wurde er vom Institut für Weinbau und Weinherstellung „Magarach“ besetzt, aber nur für kurze Zeit. Ab 1948 befand sich hier eine staatliche Datscha, bekannt als „Stalin-Datscha“, wo Stalin, Chruschtschow und Breschnew Urlaub machten.

Nach der Unabhängigkeit der Ukraine im Jahr 1992 wurde im Palast ein Museum eröffnet. 1993 wurden hier vier ukrainisch-russische Vereinbarungen unterzeichnet, die als Massandrowskije bekannt sind.

Im Palast sind einzigartige Alltagsgegenstände erhalten geblieben, wie ein Kamin aus einem einzigen Stück braunem Marmor und handgefertigte Kronleuchter. Auch die Einbaumöbel aus Mahagoni und Spiegel sind erhalten geblieben. Einige Elemente der Wand- und Deckenverkleidung sind nicht erhalten, aber insgesamt bleibt der Palast ein gemütliches Familienheim, wie vor über 100 Jahren.

Nach der Eingliederung der Krim in Russland im Jahr 2014 ging der Palast unter die Verwaltung der Verwaltung des Präsidenten der Russischen Föderation.

Am 1. Juni 2017 wurde auf dem Gelände des Massandrowskij Palastes eine bronzene Büste von Kaiser Alexander III. eingeweiht, die vom Bildhauer A. A. Apollonow geschaffen wurde.

In den Jahren 2018 und 2019 fanden auf dem Gelände des Palastes Dreharbeiten zur dritten Staffel der Serie „Jekaterina“ statt. Der Palast stellte die Residenz des Königs von Neapel dar, wo die Fürstin Tarakanova sich versteckte.