В 1860 году Романовы приобрели эти земли для императрицы Марии Александровны, которая страдала от болезни легких. Врачи рекомендовали ей чаще бывать на свежем воздухе, вдыхая морской и хвойный ароматы.

Дворец возвели за рекордные 17 месяцев. В 1867 году его посетил писатель Марк Твен в составе иностранной делегации. Экскурсию для гостей проводил сам Александр II. Позже Марк Твен упомянул это событие в своей книге «Простаки за границей». В 1909 году наводнение сильно повредило дом. Старое строение снесли, и в 1911 году на его месте возвели новый белоснежный дворец из инкерманского камня. Одновременно с этим прокладывали новые дороги, расширяли виноградники и высаживали растения и деревья.

Царская семья отдыхала здесь всего четыре раза. Последний визит Романовых в Ливадию состоялся в 1914 году, после чего началась Первая мировая война.

Во время Второй мировой войны парк был разрушен, а дворец оказался в руинах. Ливадийский дворец в Ялте стал особенно известен после Ялтинской конференции 1945 года, когда здесь встретились лидеры трех союзных держав: СССР, США и Великобритании. В честь Сталина, Рузвельта и Черчилля, участников «Большой тройки», был установлен памятник.