El nuevo palacio imperial fue construido por iniciativa de Nicolás I entre 1838 y 1850 en el lugar donde anteriormente se encontraba el antiguo palacio del gran duque Iván III, y luego el palacio de la emperatriz Isabel Petrovna, construido en el siglo XVIII. El diseño y la construcción fueron llevados a cabo por un grupo de arquitectos que incluía a N.I. Chichagov, V.A. Bakarev, F.F. Richter, P.A. Gerasimov, F.G. Solntsev y otros, bajo la dirección de K.A. Ton, conocido como el fundador del "estilo bizantino-ruso".

El complejo palaciego, llamado "Gran Palacio del Kremlin", incluía tanto el nuevo edificio como las construcciones preservadas de finales del siglo XV al XVII, que anteriormente formaban parte de la residencia del gran duque y del zar. Entre ellas se encontraban la Cámara de los Granovitas, la Cámara de la Zarina de Oro, el Palacio de Terem y las iglesias palaciegas. Tras la finalización de la construcción de la Armería en 1851 y el edificio de los Apartamentos adyacente al norte, conectado al complejo palaciego por un pasaje aéreo, se creó un conjunto único del Gran Palacio del Kremlin, vinculado compositivamente y estilísticamente.

K.A. Ton reprodujo en gran medida la planificación del antiguo conjunto, y las fachadas de los nuevos edificios desarrollaron temas arquitectónicos de las antiguas construcciones. La arcada del primer piso del palacio recordaba el sótano de Alevis, la terraza sobre la arcada repetía los antiguos galerías, y el invernadero sobre el nuevo pasaje evocaba los jardines colgantes de la antigüedad. Los vanos de las ventanas del segundo piso, los pilastras entre ellos y la parte central con kokoshniks y cúpula resonaban con la arquitectura del Palacio de Terem. Sin embargo, las fachadas del edificio carecían de la pictoricidad propia de los Terems, debido a su sequedad y monotonía.

No obstante, la obra de K.A. Ton fue marcada por la innovación: utilizó arcos de ladrillo aligerados de gran luz, estructuras metálicas de armazón y nuevos materiales de construcción, como el cemento para moldes figurativos, lo que fue muy valorado por sus contemporáneos.

La planificación interior del palacio cuenta con alrededor de setecientos espacios, incluyendo el vestíbulo principal con escaleras, cinco salones de órdenes ceremoniales, las salas de recepción de la emperatriz, los aposentos de la familia imperial y las oficinas en el primer piso. Los interiores, decorados en varios estilos desde el "renacimiento" hasta el "bizantino-ruso", se caracterizan por su elegancia y alta calidad de trabajo, lo que permite llamar al palacio un museo del interior palaciego ruso.

En 1933-1934, las salas Alexandrovsky y Andreevsky fueron transformadas en sala de sesiones del Soviet Supremo de la URSS, perdiendo su esplendor. En 1994-1998, por decisión del Presidente de la Federación Rusa, las salas fueron restauradas.

Hoy en día, todo el complejo del Gran Palacio del Kremlin, a excepción de la Armería, sirve como la residencia principal del Presidente de la Federación Rusa.