Edificado por encargo de Felipe V después de que el Alcázar se perdiera en un incendio en 1734, el Palacio Real se utiliza hoy en día muy poco por la Familia Real, por lo que muchas de sus 3.000 habitaciones se pueden visitar. Los arquitectos italianos Giambattista Sacchetti y Francesco Sabatini, principales responsables del diseño final, reflejaron en su construcción el gusto de los Borbones, con aportes del español Ventura Rodríguez. Filippo Juvarra, la primera elección de Felipe V, había planeado un palacio cuatro veces más grande, pero después de su muerte el proyecto pasó a ser menos ambicioso. Terminado en 1764, este palacio del Barroco tardío fue construido casi en su totalidad de granito y piedra blanca de Colmenar, y lo cierto es que, rodeado como está de majestuosos jardines, contribuye en gran medida al esplendor de la ciudad.
En su interior lo mejor es mantener una ruta fija, pero la visita es libre. La entrada al palacio es impresionante: se sube por una enorme escalera principal y luego se atraviesan los principales salones oficiales, el Salón de Halbardiers y Salón de las Columnas, todos con techos altos y frescos de Corrado Giaquinto y Giambattista Tiepolo. En el gran Salón del Trono hay algunas esculturas del siglo XVII encargadas a Velázquez y salvadas de la quema del Alcázar. Otros puntos destacados son los apartamentos privados extravagantemente adornados del primer residente del palacio, Carlos III.
Llaman la atención la Sala Gasparini, el vestidor del rey, cubierto de mosaicos y estucos rococó, y la Sala de Porcelana, con sus paredes totalmente cubiertas de relieves de porcelana. Una adición posterior es otro gran salón: el Comedor de Gala, rediseñado por el rey Alfonso XII en 1880 y que todavía se utiliza para los banquetes oficiales. También hay una buena colección de tapices, mesas de porcelana, platos de oro y plata, y relojes, la pasión particular del poco admirado Carlos IV.
Uno de los lugares más destacados es la Real Armería, a la que se llega a través de una entrada independiente en el patio, con una magnífica colección de armadura ceremonial, empleada en gran parte por Carlos V y otros Habsburgo. También podrás ver las armaduras del Cid y su caballo, presentes en unas impresionantes estatuas de tamaño natural. Al otro lado del patio, la Real Farmacia merece una visita. Una de las más antiguas de Europa, fue totalmente dedicada a atender los muchos dolores de cabezas reales de España durante varios siglos.
El palacio está cerrado al público cuando hay recepciones o ceremonias oficiales, por lo que es una buena idea comprobarlo antes de la visita. El primer miércoles de cada mes, a las 12, la Guardia Real escenifica el cambio de guardia en el patio.