Ханский дворец – ровесник Бахчисарая, поскольку город начал строиться одновременно с резиденцией правителей Крымского ханства. Точное время установить трудно, ученые утверждают, что строительство было начато в конце XV - начале XVI века. На протяжении последующих веков существования Крымского ханства дворец постоянно строился и перестраивался, значительные восстановительные работы потребовались после сильнейшего пожара 1736 года – Хан-Сарай был практически возведен заново.
Архитектурный стиль дворцового комплекса наследует традиции османского зодчества XVI-XVII веков. Резиденции восточных правителей значительно отличаются от пышных и монументальных дворцов Европы. В них иная эстетика: в легких, напоминающих беседки дворцовых постройках, окруженных садами, с множеством фонтанов и цветников, с обилием растительного орнамента на стенах, воплощено мусульманское представление о том, как выглядит райский сад. Именно эта идея – олицетворение рая на земле – была главной для архитекторов и строителей Бахчисарайского дворца.
После присоединения Крыма к России дворец перешел в ведение Министерства внутренних дел Российской империи и подвергся многочисленным ремонтам и переделкам, что нанесло дворцу существенный урон: было не только нарушено единство стиля, искажен облик зданий, но и попросту исчезли многие вещи из внутреннего убранства помещений.
После Октябрьской революции на базе дворца был организован музей истории и культуры крымских татар. В 1961-1964 годах киевскими научно-реставрационными мастерскими была проведена научная реставрация, в результате которой восстановлен ряд архитектурных деталей и росписей Хан-Сарая. Территория музея в наши дни составляет 4,3 гектара, а при Гиреях дворцовый комплекс занимал гораздо более обширные площади.