Le Palais de Catherine doit sa beauté à trois impératrices russes : Catherine I, Élisabeth Petrovna et Catherine II, qui ont accordé une attention particulière à leur résidence d'été à Tsarskoïe Selo.

Aujourd'hui, il est difficile d'imaginer qu'il y a trois siècles, à l'emplacement de ce bâtiment grandiose se trouvait un modeste palais de deux étages avec 16 chambres, connu sous le nom de Chambres de Pierre. Sa construction a commencé en 1717 sous la direction de l'architecte Johann Braunstein. À cette époque, le Jardin Supérieur avec trois terrasses et le Jardin Inférieur sur la pente est ont également été aménagés. À l'ouest, un Zoo a été créé, qui est devenu plus tard le Jardin Alexandre.

En 1744, le jeune architecte Kvasov a surélevé le bâtiment et l'a relié par des galeries aux ailes de deux étages. Chaque nouveau dirigeant russe a apporté ses modifications au Palais de Catherine.

Des changements significatifs ont eu lieu sous l'impératrice Élisabeth Petrovna en 1752. Francesco Rastrelli, maître du baroque, a dirigé la reconstruction du bâtiment et du parc pendant quatre ans.

Pendant la Grande Guerre patriotique, Tsarskoïe Selo a été occupé, et le palais a été presque complètement détruit, 80 % de ses intérieurs ayant été perdus. La Chambre d'Ambre a été emportée par les nazis et a disparu à Königsberg avant l'arrivée des troupes soviétiques.

De nombreux objets du musée ont été perdus dès les années 1930 en raison de la vente aux enchères de précieux objets d'art. Les employés ont tenté de protéger les expositions en sous-estimant leur valeur, par exemple en indiquant une école espagnole au lieu d'italienne. Certaines œuvres d'art ont été transférées à l'Ermitage pour combler les lacunes.

Des objets précieux de la partie enfantine du palais, y compris des manuels et des herbiers, ont été complètement perdus, car ils ont été donnés à des colonies pour orphelins de Pétrograd.

En 1959, grâce aux efforts des restaurateurs, historiens et architectes, six salles du musée ont été ouvertes. En 2003, les visiteurs ont pu voir la Chambre d'Ambre restaurée, qui a nécessité environ 6 tonnes d'ambre.

Jusqu'en 1910, le Palais de Catherine était appelé le Grand Palais de Tsarskoïe Selo. C'est maintenant un site du patrimoine culturel d'importance fédérale, faisant partie du Musée d'État-réserve « Tsarskoïe Selo ».