Михалково впервые упоминается в писцовой книге 1584 года как владение Семена Фомина, сына Третьякова. Название, вероятно, связано с прозвищем или фамилией первого владельца. В середине XVII века Михалково уже значится как вотчина И.И. Дашкова и остается в этой княжеской семье. При Дашковых здесь разбили плодовый сад, выкопали пруды и построили деревянный господский дом, окруженный крестьянскими дворами.

После смерти мужа усадьба перешла к Е.Р. Дашковой, которая перед отъездом за границу продала её своему опекуну, графу Н.И. Панину. Сам Панин здесь не жил, и усадьба служила летней резиденцией его брату, П.И. Панину. В 1778 году английский священник У. Кокс описывал усадьбу как расположенную в четырех часах езды от Москвы, окруженную лесом. Помещения служителей состояли из двух рядов деревянных зданий с красивыми фасадами, а постройки были оформлены в стиле английских парков с прудами и лугами.

В 1780-1784 годах под руководством П.Я. Плюскова строилась каменная усадьба. Центральным элементом стал парадный двор с оградой и флигелями, примыкающий к липовому парку с прудами. Подъездная аллея завершалась полуциркульным двором с домом, флигелями и башнями. За домом начинался регулярный парк с каскадом прудов и беседкой-пристанью. После смерти П.И. Панина в 1789 году усадьба несколько раз меняла владельцев и в 1803 году перешла к промышленнику Д.Е. Грачёву. В 1860-х годах В.И. Иокиш выкупил Михалково, оставив Грачёвым только главный дом, который был разрушен в 1880-х годах. Фабричное производство негативно сказалось на усадьбе: флигели перестроили, башни заложили, декоративную стену разрушили, а часть территории продали под дачи.

Во время Великой Отечественной войны дубовый парк и аллеи были вырублены на дрова. В 1950-х годах усадьбу отреставрировали, парки облагородили, посадили аллеи. В ходе реставрации 1994 года восстановили утраченные элементы и возродили регулярный парк с каскадом прудов. Сейчас в усадьбе сохранились юго-восточные парадные ворота, служебный корпус, южные ворота с зубцами в виде "ласточкиных хвостов", юго-западный флигель, где находится гостиница, часть массивной стены с контрфорсами, башни западных ворот, каскады прудов и беседки-ротонды.