Nach dem siegreich beendeten Russisch-Türkischen Krieg (1768–1774) ordnete Katharina II. 1774 den Bau des Palais an der Straße von St. Petersburg nach Moskau an, um sich vor dem Erreichen des Kreml dort erholen zu können.[3] Mit dem Bau wurde der ArchitektMatwei Kasakow beauftragt, der den Bau 1776–1780 zusammen mit Wassili Baschenow durchführte auf dem Gelände des oberen St. Peter-Klosters (benannt nach dem MetropolitenPjotr († 1326)) in Bely Gorod, von dem die Petrowka zum Kreml führte. Katharina besuchte das Petrowsker Palais erst 1787. Paul I. hielt sich hier anlässlich seiner Inthronisation in Moskau 1797 auf. Auch alle seine Nachfolger machten für ihre jeweilige Inthronisation hier Station.
Während der Inthronisationsfeierlichkeiten Nikolaus II. 1896 empfing Nikolaus II. im Petrowsker Palais eine Delegation von polnischen Bauern und Warschauer Adligen. Am gleichen Tage sollte auf dem gegenüberliegenden Chodynkafeld das Volk beschenkt werden. Dabei kam es zu einer Massenpanik auf dem Chodynkafeld mit 1389 Toten.[3][5]
Seit 1997 wird das Petrowsker Palais von der Stadt Moskau verwaltet. 1998 begannen auf Veranlassung Juri Luschkows Restaurierungsarbeiten, um das Petrowsker Palais als Gästehaus der Stadt Moskau für ausländische Delegationen und als Luxushotel benutzen zu können. Das restaurierte Petrowsker Palais wurde 2009 eröffnet.[3][7] Dort gibt es abgesehen von dem Hotelbetrieb das Restaurant Karamsin, ein Schwimmbad, eine Sauna und ein Pressezentrum. Das Museum der Stadt Moskau bietet Besichtigungstouren an. Im Kuppelsaal mit 150 Plätzen werden Orgel- und Kammermusikkonzerte sowie Romanzenabende durchgeführt.