В северной части живописного Александровского парка стоит великолепное здание с двухвековой историей — Новый Царскосельский (впоследствии — Александровский) дворец. Он был заложен в 1792 году по распоряжению Екатерины II и строился к бракосочетанию ее любимого внука, великого князя Александра Павловича (будущего императора Александра I) с великой княжной Елизаветой Алексеевной.

Архитектурный проект Александровского дворца принадлежит знаменитому итальянскому архитектору Джакомо Кваренги; строительство велось под руководством архитектора П. В. Неелова. В мае 1796 года, в последний год правления императрицы, строительство было завершено, и 12 июня 1796 года великий князь Александр Павлович с супругой въехали в новый дворец.

Дворец представляет собой вытянутое в длину двухэтажное здание с двойными флигелями по сторонам. В центре главного северного фасада два ряда колонн составляют великолепную сквозную колоннаду коринфского ордера. Со стороны регулярной части Александровского парка фасад здания решен в виде полуротонды, перекрытой сферическим куполом.

Если Александр I предпочитал во время пребывания в Царском Селе останавливаться в Большом Царскосельском дворце, то его преемник Николай I очень любил Александровский дворец и уделял его благоустройству особое внимание. Для внука Николая I, великого князя Александра Александровича, будущего императора Александра III, Александровский дворец был великокняжеской резиденцией (его апартаменты располагались в левом крыле здания), однако, став императором, из летних дворцов Александр III отдавал предпочтение Гатчинскому дворцу.

С 1904 года Александровский дворец стал постоянной резиденцией императора Николая II, который родился здесь в 1868 году и относился к Царскому Селу с особой теплотой. Здесь прошли последние 13 лет царствования российского императора; отсюда утром 1 августа 1917 года императорская семья была отправлена в ссылку в Тобольск.

В начале XX века в Александровском дворце происходили едва ли не все важные события, связанные с русской государственной жизнью: приемы послов и иностранных деятелей, празднование юбилеев — 300-летия Дома Романовых и 200-летия Царского Села.

В 1918 году Александровский дворец был открыт для посетителей как государственный музей. Экспозиция включала исторические интерьеры на первом этаже в центральной части здания и жилые апартаменты семьи Романовых в правом флигеле дворца. Позднее в левом крыле разместился Дом отдыха сотрудников НКВД, а на втором этаже правого флигеля, на месте закрытых комнат детей Николая II — Детский дом имени Юных Коммунаров.

Во время оккупации города Пушкина в Александровском дворце размещались немецкие и испанские воинские части; площадь перед дворцом была превращена в кладбище нацистов. По окончании войны во дворце располагалось Центральное хранилище музейных фондов пригородов Ленинграда, затем в 1946 году отдан Академии наук СССР для хранения коллекций Института русской литературы и размещения экспозиции Всесоюзного музея А.С. Пушкина. В связи с этим в 1947–1951 годах во дворце начались восстановительные работы, в ходе которых планировалось реставрировать сохранившиеся интерьеры Джакомо Кваренги и уцелевшие фрагменты убранства, а также воссоздать интерьеры времени императоров Николая I и Николая II.

В 1951 году постановлением правительства Александровский дворец был передан Военно-морскому ведомству, а дворцовая коллекция, находившаяся в составе эвакуированных предметов в Центральном хранилище музейных фондов пригородных дворцов-музеев, поступила в Павловский дворец-музей.

В 1996 году на реставрацию Александровского дворца был получен грант Всемирного фонда памятников (WMF) и начались работы по ремонту кровли здания. В октябре 2009 согласно распоряжению Росимущества здание дворца было передано на праве оперативного управления Государственному музею-заповеднику «Царское Село». С этого времени начались масштабные работы по реставрации фасадов и интерьеров Александровского дворца. Работы завершились в августе 2021 года и сегодня обновлённые залы музея вновь открыты для посещения туристов.