Грановитая палата была заложена в 1487 году итальянским мастером Марко Фрязином как парадный тронный зал для торжественных приемов в новом дворце великого князя Ивана III. Строительство завершил в 1491 году ломбардский архитектор Пьетро Антонио Солари.

Здание построено из кирпича. Приемный зал представляет собой одностолпную палату, перекрытую четырьмя крестовыми сводами, и расположен на высоком цокольном этаже. С запада к нему примыкают парадные Святые сени, к которым с южной стороны ведет открытая каменная лестница, известная как Красное крыльцо. Квадратная палата, перекрытая сводами, опирающимися на стены и центральный столб, является типичным для русской гражданской архитектуры XV-XVI веков. На протяжении двух столетий Грановитая палата площадью 495 квадратных метров оставалась самым большим залом в русской архитектуре.

Название палаты связано с архитектурным оформлением главного восточного фасада, выходящего на Соборную площадь. Он облицован белокаменными блоками, каждый из которых обработан на четыре грани, что называется "бриллиантовым рустом" и характерно для итальянской архитектуры эпохи Возрождения. Боковые фасады имели гладкие кирпичные поверхности, окрашенные "под кирпич". Грановитая палата первоначально завершалась высокой четырехскатной золоченой кровлей, но в XIX веке получила нынешнее низкое трехскатное покрытие. Оконные проемы изначально имели форму спаренных стрельчатых арочек, разделенных колонкой-импостом и обрамленных прямоугольной рамкой, подобно окнам итальянских палаццо. Существующие окна с барочными наличниками относятся к последней четверти XVII века.

Выступающий объем палаты с богато декорированным главным фасадом, создающим глубокую светотень, активно влияет на архитектурный облик Соборной площади.

В XVI веке стены и своды палаты были расписаны фресками. В 1668 году роспись обновил Симон Ушаков, составив подробную опись сюжетов. Сохранившаяся до наших дней живопись была выполнена палехскими иконописцами в 1881 году в соответствии с описью Ушакова.

При строительстве Большого Кремлевского дворца в 1838-1849 годах Грановитая палата была включена в новый комплекс дворцовых зданий и соединена через Святые сени с Владимирским залом.

Во время реставрации 1967-1968 годов были восстановлены уникальный резной белокаменный портал в западной стене палаты и рельефный декор центрального столпа. В 1992-1994 годах заново построено Красное крыльцо, разобранное в 1930-х годах.

Сегодня Грановитая палата служит одним из представительских залов в Резиденции Президента Российской Федерации.