Dolmabahçe Sarayı’nın olduğu bölge Osmanlı döneminde Kaptan-ı Derya’nın donanma gemilerini demirledikleri ve geleneksel denizcilik törenlerinin yapıldığı bu koy, 17. Yüzyılda doldurulmaya başlanmış padişahların dinlenmeleri için düzenlenen bir ‘hasbahçe’ye dönüştürüldü. Bu bahçede zamanla yapılan köşkler ve kasırlar topluluğu ‘Beşiktaş Sahil Saray’ adıyla anılmıştır.
Sultan Abdülmecid, şimdiye kadar tercih edilen klasik saraylar yerine, ikamet, sayfiye, misafir kabul ve ağırlama, devlet işlerini yürütme amacıyla, Avrupâî plan ve üslupta bir sarayın inşa edilmesine karar verdi. Dolmabahçe Sarayı’nın inşa sürecini Ebniye-i Hümayun kalfalarından Karabet Balyan, Ohannes Serveryan, Nikoğos Balyan ve James William Smith; bina eminliğini 1843-1850 yılları arasında Hacı Said Ağa, bu tarihten 1856’ya kadar ise Esseyid Ali Şahin Bey yürütmüştür.
Dolmabahçe Sarayı bahçe tarafı yüksek duvarlarla çevrili, 600 metre uzunluğunda mermer bir rıhtımın üzerine inşa edilmiştir. Monoblok bina olan sarayın 285 odası ve 43 salonu, 68 tuvaleti ve 6 hamamı vardır. Mimari özellikleri açısından geleenksel saray ve Türk evi özelliklerine de bağlı kalınan yapıda Barok, Rokoko, Neo-Klasik gibi Batı kökenli mimari formlardan da etkilenilmiştir. Osmanlı sanatının ve Batının harmanlanmasıyla ortaya çıkan Dolmabahçe Sarayı, Türkiye’nin en büyük sarayıdır. Sarayın duvar süslemeleri ve dekorasyonunda Hereke halılar, Baccarat kristaller, Sevres ve Yıldız porselenler, çeşitli devlet yöneticilerinden gönderilen hediyeler ve ünlü ressamların yaptığı tablolar kullanılmıştır.
Sarayın temelleri kestane ağacı kütüklerinden yapılmıştır. Saray bahçesinin ortasında tören ve balo salonu yer alır. 56 sütunlu kabul salonu 750 ışıkla aydınlatılırken salonun ortasındaki 4.5 tonluk kristal avize ziyaretçilerin dikkatini çekmektedir. Sarayda, 1856 yılından itibaren sırasıyla; Sultan Abdülmecid (1839-1861) Sultan Abdülaziz (1861-1876), Sultan Mehmed Reşad (1909-1918), Sultan VI. Mehmed Vahideddin (1918-1922) ve son halife Abdülmecid (1922-1924) yaşamıştır. Cumhuriyet’in ilanından sonra Mustafa Kemal Atatürk, 1927-1938 yılları arasında sarayda kalmış, çalışmalarını buradan yürütmüş ve burada vefat etmiştir. İsmet İnönü döneminde ise 1949’a kadar Cumhurbaşkanlığı makamı olarak kullanılmıştır.
1984’te müze-saray olarak geziye açılmıştır. Sarayın çevresinde ana yapıdan başka, camhane, dökümhane gibi çeşitli amaçlara ayrılmış bölümlerde vardır. Veliahd Dairesi ve Sultan II. Abdülhamid döneminde saat kulesi ve hareket köşkleri de sonradan bahçe alanına eklenmiştir.