В 1816 г. участок был подарен Александром I своему ближайшему сподвижнику, графу Виктору Павловичу Кочубею.
В 1834 году Виктор Павлович скоропостижно скончался. После смерти его вдова, Мария Васильевна, продала дачу Департаменту уделов для Великого князя Николая Николаевича (третьего сына императора).
В конце 1858 года дворец был куплен ведомством Министерства Двора и с 1859 стал официально наименоваться Царскосельским Запасным дворцом (до этого его называли Николаевским по имени владельца).
В 1875 году Запасной дворец перешел во владение Великого Князя Владимира Александровича, сына императора Александра II.
В 1917 году, после Февральской революции дворец занял Царскосельский Совет рабочих и солдатских депутатов. В период Октябрьских событий там также размещались руководящие органы рабоче-крестьянской власти. После Революции здание дворца занимал Исполком объединенного совета. С 1926 года в Запасном дворце и его служебных корпусах располагался Дом партийного просвещения.
В годы Великой Отечественной войны дворец очень сильно пострадал, фактически уцелели только стены, и в 50-е годы его пришлось практически заново отстраивать.
С 1958 по 1976 гг. в здании располагался Дом пионеров и школьников.
В 1990-х годах Запасной дворец вошел в состав музея-заповедника «Царское Село». В самом дворце работал театр «Интерстудио», являющийся филиалом Академии театрального искусства, а бывшие хозяйственные постройки усадьбы были отданы в 1996 году Первому пограничному кадетскому корпусу ФСБ России.
24 июня 2010 года в обновленном Запасном дворце состоялось открытие нового Дворца Бракосочетаний (№3).
Памятник архитектуры Федерального значения.