В 1775 году императрица Екатерина купила село Чёрная Грязь для строительства своей загородной резиденции и переименовала его в Царицыно.
Проект дворца и многочисленных построек при нём выполнил В. И. Баженов. Строительство началось в 1776 году и продолжалось до 1785 года. За это время основные постройки были подведены под крышу, были оштукатурены и подготовлены к отделке интерьеры. В 1785 году императрица посетила дворец и осталась очень недовольна. Особенно ей не понравились здания дворца. Немедленно были заказаны проекты перестройки зданий В. И. Баженову и М. Ф. Казакову. Проект Баженова заказчице не понравился, и архитектор был отставлен, как сказано «для устроения домашних дел и поправки здоровья». К следующему году часть баженовских зданий дворца разобрали и на их месте началось строительство по проекту Казакова, продолжавшееся до 1795 года.
Дворец Казакова также не был закончен. Была сделана временная кровля и приступили к отделке помещений. В некоторых залах был положен паркет и оформлены потолки.
В XIX веке парк стал местом прогулок. Со временем дворец превратился в руины, стены стояли без крыши, рухнули многие междуэтажные перекрытия. В конце ХХ века здания усадьбы использовались для тренировок альпинистов.
В 2005‑2007 годах постройки усадьбы были реконструированы и приспособлены к музейному использованию. Большие работы полностью изменили восприятие ансамбля, в частности, была сделана заново внутренняя отделка дворца в стиле XVIII века, новые крыши с использованием одного из проектов М. Ф. Казакова, новый павильон входа в музей. В здании Хлебного дома был перекрыт прежде открытый внутренний двор, завершение Хлебного дома стало немного выше. На прудах устроены современные светодинамические фонтаны. Сегодня усадьба Царицыно — культурный центр городского значения, сохраняющий элементы загородной усадьбы XVIII века.