Der derzeitige Palast der Herzöge und der Stände war zu Beginn nur eine einfache Festung, die im 9. Jahrhundert an das gallo-römische Castrum angebaut wurde.
Ab 1366 von dem ersten Herzog des Hauses Valois, Philipp dem Kühnen wiederaufgebaut und von den darauffolgenden Herzögen weiter ausgebaut, verfügt der von 1450 bis 1455 errichtete Herzogspalast über Wohnräume, Empfangssäle und Nebengebäude, eines davon die beeindruckenden herzoglichen Küchen. Der Turm "Philippe le Bon", der zur gleichen Zeit erbaut wurde, überragt noch immer die Stadt.
Im 17. Jahrhundert ist der Palast der Herzöge eine Ineinanderverschachtelung an Gebäuden und die bauliche Einheit erfolgt durch eine politische Entscheidung. Mit dem Sitz der zwei höchsten Gerichtsstände und der Residenz der Burgunder Gouverneure wird Dijon zum Ständesitz. Der Bau eines Saales für deren Sitzungen ist der Beginn für den Umbau des Palastes, der 1681 unter der Leitung von berühmten Architekten in Angriff genommen wurde.
Nach Daniel Gitard und Martin de Noinville, ist es Jules Hardouin-Mansart, der erste Architekt des Königs, er arbeitet ab 1685 in Dijon und entwirft die Ausführung des Palastes ausgehend vom "Place Royal": sein halbkreisförmiger Bogengang soll als Umrahmung für die Statue von Ludwig XIV dienen. Die Statue wurde beim Bildhauer Le Hongre in Auftrag gegeben und 1690 fertiggestellt, sie kam aber erst 1725 nach Dijon und wird während der Französischen Revolution eingeschmolzen.
Die Nachfolger von Jules-Hardouin Mansart, Robert de Cotte, Jacques Gabriel, Claude Saint-Père, Charles-Joseph Le Jolivet und die Baumeister aus der Provinz, Thomas Dumorey und Emiland Gauthey setzen sein "großes Vorhaben" fort, mit dem gleichen stark ausgeprägtem Sinn für den pompösen Stil, wie ihn Mansart in Versailles entfaltete. Der Herzogspalast ist von einer klassischen Struktur vollkommen eingeschlossen, aus der ragt der glücklicherweise erhalten gebliebene Turm Philippe le Bon heraus.
Dieser Gebäudekomplex, von den Innenhofsäulengängen der Seitenflügel prächtig umrahmt, wurde 1786 fertiggestellt.