En 1834, Livadia fue adquirida por el conde L. S. Potocki al comandante del batallón griego de Balaclava, F. Reveliotti. En el territorio de la propiedad de Potocki, según el proyecto de F. F. Elson, se construyeron la casa señorial, invernaderos y se estableció un parque paisajístico.

Desde 1861, la propiedad de Livadia se convirtió en la residencia de verano del emperador Alejandro II y su familia. Según el proyecto de I. A. Monighetti, la casa del conde Potocki fue reconstruida, se erigieron el Gran Palacio, el Palacio del Heredero, el Palacio Pequeño, la Casa de la Corte y la cocina. También se construyó la iglesia de la Exaltación de la Cruz. Desde 1871, el arquitecto de la residencia de Livadia fue A. G. Vincent, quien construyó la dacha "Eriklik", el campanario de la iglesia de la Exaltación de la Cruz, la columna de Ruschuk, la iglesia de la Ascensión y otras edificaciones.

En 1894, en Livadia falleció Alejandro III.

En 1911, se construyó un nuevo Palacio Blanco para el emperador Nicolás II según el proyecto del arquitecto de Yalta, Nicolás Petrovich Krasnov. Según algunos datos, Nicolás II gastó alrededor de 4 millones de rublos de oro en el palacio. Uno de los asistentes de Krasnov fue Alexander Rotach, quien posteriormente se convirtió en un conocido artista y restaurador.

Entre 1902 y 1916, se construyeron en Livadia el palacio del ministro de la corte, el barón Fredericks, el Cuerpo de Pajes de la Corte y otras estructuras. El Gran Palacio fue desmantelado en 1910, en su lugar se erigió el Palacio Blanco, y el Palacio Pequeño fue destruido durante la Gran Guerra Patria.

Según el artículo 412 del tomo X parte 1 del Código de leyes del Imperio Ruso, Livadia era propiedad del Palacio de la Casa Imperial, propiedad personal de sus miembros y podía ser legada y dividida.

Después de la derrocamiento del Gobierno Provisional por los bolcheviques, en el territorio del Palacio de Livadia se encontraban los órganos del Ministerio de Agricultura. El 30 de abril de 1918, las tropas alemanas ocuparon Livadia, comenzando el saqueo del palacio. En noviembre de ese mismo año, fue capturada por los blancos con el apoyo de los aliados.

En 1925, en el antiguo palacio real se abrió un sanatorio para campesinos, que en 1931 se convirtió en un complejo de tratamiento climático. En 1927, el palacio fue visitado por V. V. Mayakovsky, y en 1928, por M. Gorky.

Del 4 al 11 de febrero de 1945, en el Palacio de Livadia se llevó a cabo la Conferencia de Yalta, donde se reunieron los líderes de la URSS, EE. UU. y Gran Bretaña, I. V. Stalin, F. D. Roosevelt y W. Churchill. La delegación estadounidense encabezada por Roosevelt residió en el palacio.

En 1953, el sanatorio fue reabierto. El 16 de julio de 1974, el Palacio de Livadia se hizo accesible para los visitantes con dos secciones: histórica-memorial, donde se presentó la exposición "Conferencia de Yalta de 1945", y una sección de exhibición.

En 1993, el Palacio de Livadia recibió el estatus de museo. El 16 de julio de 1994, en el segundo piso del palacio se inauguró la exposición "Los Romanov en Livadia", dedicada a la estancia en Livadia de tres generaciones de emperadores rusos.

Hoy, los visitantes del palacio-museo pueden ver dos exposiciones. En el primer piso se presenta una exhibición sobre la Conferencia de Yalta de 1945 y la estancia de la delegación estadounidense, y en el segundo piso, una exposición sobre la vida y el descanso en Livadia de los zares rusos.

En la Sala Blanca del palacio, donde se llevaron a cabo las sesiones de la Conferencia de Yalta, se celebran regularmente cumbres de jefes de estado. Desde 2004, en el Palacio de Livadia se han llevado a cabo reuniones anuales de la Estrategia Europea de Yalta, que desde 2014 se realizan en Kiev.

En los años 2000, se intensificaron los deslizamientos de tierra en la zona del complejo palaciego, lo que provocó daños en los muros de soporte y la destrucción de las comunicaciones. Aparecieron grietas en las habitaciones, lo que generó un eco en la prensa. Después de retrasos, se llevaron a cabo trabajos de reparación y de prevención de deslizamientos.

El 5 de febrero de 2015, en el territorio del conjunto palaciego se inauguró un monumento a I. V. Stalin, F. D. Roosevelt y W. Churchill, creado por el escultor Zurab Tsereteli.

El 19 de mayo de 2015, se instaló un busto del emperador Nicolás II en la entrada principal del Palacio de Livadia, fabricado según el modelo del escultor A. A. Apollonov.

El 18 de noviembre de 2017, en presencia del presidente de Rusia, Vladimir Putin, se inauguró un monumento al emperador Alejandro III en el parque del Palacio de Livadia.

El conjunto palaciego de Livadia incluye el Gran Palacio, el Cuerpo de Pajes de la Corte, el palacio del ministro de la corte, la iglesia palaciega de la Exaltación de la Cruz, un pintoresco parque con estructuras, pérgolas y fuentes que se han conservado.

En Livadia se encuentran el sanatorio cardiológico "Livadia" y el parque de Livadia, establecido hace casi 160 años. En el parque comienza el terrenkur, el Sendero Solar Real, que tiene una longitud de aproximadamente 7 km.

En 1954, el estudio de cine "Mosfilm" filmó la película "Nos encontramos en algún lugar" en el territorio del Palacio de Livadia. En 1955, se filmaron escenas para la película "Otelo", así como "El Ovod" y "La Noche de los Doce", donde se capturaron el Patio Italiano y el Parque de Livadia. En 1967, se filmó "Anna Karenina" allí.

En 1968, el estudio de cine de Odessa filmó "Una oportunidad entre mil", cuya acción transcurre en 1942 en Crimea, muchas escenas fueron filmadas en el Palacio de Livadia.

En 1977, el Palacio de Livadia y el parque se convirtieron en el lugar de filmación de la comedia musical "Perro en el heno" del estudio de cine "Lenfilm". En 1978, el palacio representó el "palacio del gobernador" en la película "Los tesoros de las rocas ardientes".

En 1982, el patio interior del Palacio de Livadia se convirtió en el lugar de filmación de un fragmento de la película "El regreso del residente" del estudio de cine M. Gorky.