E' la prima e più importante tra le residenze sabaude in Piemonte, teatro della politica del regno sabaudo per almeno tre secoli.
Residenza ufficiale dei Savoia fino al 1865, già Palazzo del Vescovo, fu trasformato da Ascanio Vitozzi (1584) per Carlo Emanuele I e successivamente ampliato e ristrutturato con una serie ininterrotta di interventi a cui presero parte i maggiori architetti ed artisti attivi a Torino tra Settecento e Ottocento. Dall'atrio si accede al piano nobile attraverso lo scalone d'onore, qui si trovano le sale di rappresentanza riccamente decorate con soffitti intagliati, stucchi, dorature e affreschi.
Tra gli ambienti più affascinanti, il grandioso Salone degli Svizzeri, rimodernato su disegno di Pelagio Palagi (1835-40), la Sala del Trono, la Sala del Caffé, la Camera dell'Alcova di Carlo Emanuele II, l'ottocentesca Sala da Ballo, uno degli ambienti più sfarzosi del palazzo e infine la magnifica Scala delle Forbici di Filippo Juvarra (1720).
La scala porta al secondo piano nobile, agli appartamenti nuziali dei Principi di Piemonte e dei Duchi d'Aosta: 30 camere, sgombrate e sigillate nel 1946, alla caduta della monarchia, e riaperte al pubblico nel 2007.
Nei sotterranei del palazzo sono visitabili le spettacolari cucine e i giganteschi cantinoni. Dal cortile porticato si accede al giardino racchiuso dalle fortificazioni seicentesche. Nonostante le manomissioni, l'impianto del giardino conserva le tracce del progetto di André Le Notre (1697-1698), il geniale architetto di giardini di Luigi XIV, che prevedeva bacini d'acqua e viali disposti a raggiera.
Il Palazzo è sede di mostre temporanee, visite guidate, attività educative, eventi, convegni e come il resto dei Musei Reali è visitabile gratuitamente la prima domenica di ogni mese.