عملیات احداث این کاخ به دستور محمدرضا پهلوی در سال ۱۳۳۷آغاز گردید و با وقفهای که در ساخت آن پیش آمد در سال ۱۳۴۶ به اتمام رسید. در زمان فتحعلی شاه قاجار کاخ کوچکتری در محل فعلی کاخ نیاوران قرار داشت که در زمان محمدرضا پهلوی تخریب و کاخ نیاوران بجای آن ساخته شد.این بنا با مساحتی در حدود ۹۰۰۰ مترمربع در دو طبقه و یک نیم طبقه احداث و در ابتدا به عنوان محلی برای پذیرایی میهمانان خارجی در نظر گرفته شد، اما پس از پایان ساخت به محل سکونت محمدرضا پهلوی و خانوادهاش اختصاص یافت.