Il palazzo reale sorge nel nucleo più antico della città, nello stesso sito dei primi insediamenti punici, le cui tracce sono ancora oggi visibili nei sotterranei.
Il palazzo reale è posto nel luogo più elevato dell'antica città tra le depressioni dei fiumi Kemonia e Papireto. E' all'epoca araba (IX secolo) che si deve attribuire l'edificazione del maestoso Qasr, "Palazzo" o "Castello", da cui ha preso il nome la via del Cassaro, l'odierno corso Vittorio Emanuele. Tuttavia, furono i Normanni a trasformare questo luogo in un centro polifunzionale, simbolo del potere della monarchia. Scrive Maria Teresa Montesanto in Palermo città d'arte (a cura di Cesare De Seta, Maria Antonietta Spadaro e Sergio Troisi): “Il palazzo era costituito da edifici turriformi collegati da portici e giardini che formavano un complesso unitario comprendente anche opifici tessili (il tiraz) e laboratori di oreficeria. Una via coperta lo collegava direttamente con la cattedrale. Nello spiazzo antistante vi era anche la cosiddetta Aula verde, di epoca anteriore, un ambiente aperto e riccamente decorato dove il re accoglieva i suoi ospiti. Nel 1132 venne costruita la Cappella Palatina che assunse una funzione baricentrica dei vari organismi in cui si articolava il palazzo.
Con gli Svevi di Re Federico II, che vi risiede solo nell'età giovanile, il palazzo rimane sede dell'attività amministrativa, della cancelleria e della scuola poetica siciliana. Il ruolo periferico della città inizia con gli Angioini e gli Aragonesi che privilegiarono altre sedi. La rinascita del palazzo si ha con i viceré spagnoli che, nella seconda metà del XVI secolo, scelsero di risiedervi adeguandolo alle nuove esigenze difensive e di rappresentanza, ristrutturandolo notevolmente, creando bastioni e modificando il palazzo. Durante i Borboni furono create le sale di rappresentanza (Sala Rossa, sala Gialla e Sala Verde) e fu ristrutturate Sala d'Ercole, con gli affreschi raffiguranti le fatiche dell'eroe mitologico. Un profondo restauro ha subito negli anni '60, sotto la cura di Rosario La Duca. Dal 1947 il Palazzo dei Normanni è sede dell'Assemblea Regionale Siciliana. Il Palazzo ospita altresì l' Osservatorio astronomico “Giuseppe Vaiana”.
Lo storico Giuseppe Di Stefano lo ritenne una costruzione sorta su una fortezza araba, ristruttura e ampliata da Ruggero II che fece costruire la Cappella Palatina e aggiungere dei corpi turriformi la cui altezza venne ridotta nel XVI s. Identifica le parti normanne con la Torre Pisana (con la stanza del Tesoro) e con la Torre della Gioaria (con la sala degli Armigeri al piano inferiore, e con la sala di re Ruggero e la restrostante sala dei Venti al piano superiore).
Al secondo piano del palazzo (cosidetto "Piano parlamentare") si trovano la Sala d'Ercole, dove si riunisce il Parlamento siciliano, e la Sala di re Ruggero II, ricca di preziosi mosaici con motivi ornamentali, raffiguranti animali ed intrecci floreali, la sala dei venti, la sala Gialla e la sala dei Viceré.
Due scale laterali portano alla cripta. Questa si articola in un vano a pianta quadrata sottostante al presbiterio, scompartito mediante due colonne di pietra e con un'ampia abside centrale e due piccole laterali.
