Ketika Raja Buddha Yodfa Chulaloke (Rama I) memutuskan untuk memindahkan ibu kota Siam dari Thonburi di bagian barat Bangkok ke tepi Timur sungai Chao Phraya, ia menghendaki sebuah istana yang agung dan megah sebagai kediaman raja sekaligus pusat pemerintahan. Akan tetapi kawasan yang dipilih raja saat itu dihuni oleh pedagang China, maka sang raja segera memerintahkan pengosongan lahan dan memindahkan para pedagang China ke daerah Yaowarat.
Pembangunan menara kencana (menara emas) dimulai pada 6 April 1782. Semula istana hanya terdiri dari beberapa bangunan kayu yang dilindung pagar benteng tinggi pada keempat sisinya. Benteng ini berukuran panjang 1.500 meter dangan kawasan tertutup seluas 218.400 meter persegi. Segera raja memerintahkan pembangunan Kuil Buddha Zamrud (Wat Phra Kaew), sebagai kuil pribadi keluarga raja sekaligus kuil kerajaan. Setelah istana rampung, sang raja menggelar upacara penobatan pada 1785.
Rancang bangun Istana Raja dengan cermat mengikuti pola istana di Ayutthaya. Denah kompleks istana berbentuk persegi panjang dengan sisi barat menghadap sungai, sedangkan kuil kerajaan terletak di sisi timur. Semua bangunan menghadap ke utara. Istana ini sendiri terbagi atas tiga bagian: kawasan luar, kawasan tengah, dan kawasan dalam.
Istana ini dijadikan pusat pemerintahan Rattanakosin dan istana kerajaan sejak awal era wangsa Chakri hingga pemerintahan Raja Chulalongkorn (Rama V) yang lebih memilih untuk tinggal di istana Dusit, akan tetapi tetap menjadikan Istana Raja sebagai istana utama dan pusat pemerintahan. Kebiasaan ini diikuti oleh putra-putranya, (Rama VI danRama VII) yang lebih memilih tinggal di istana mereka sendiri. Raja Ananda Mahidol (Rama VIII) pindah ke istana ini sepenuhnya sekembalinya dari luar negeri pada tahun 1945. Akan tetapi sejak kematiannya yang misterius di salah satu bangunan di istana ini, penerusnya sekaligus adiknya, Raja Bhumibol Adulyadej (Rama IX), memutuskan untuk pindah ke Istana Chitralada.
Meski kini tidak lagi dihuni oleh raja, tiap tahun istana ini masih digunakan sebagai tempat menggelar upacara dan ritual kerajaan. Upacara yang digelar di istana ini antara lain; penobatan, pemakaman, pernikahan, dan jamuan kerajaan. Di dalam kompleks istana ini juga terdapat kantor pemerintahan, seperti Kantor Sekretaris Pribadi Raja dan Institut Kerajaan Thailand.
