Foi construído por Eduardo Guinle entre 1909 e 1914, no terreno que pertencia ao Conde Sebastião Pinho. Pouco depois, em 1926, o então presidente Washington Luís escolheu-o como residência oficial da Presidência da República – função transferida para o Palácio do Catete, após a ascensão de Getúlio Vargas, que, em 1943, transferiu a posse do Palácio Laranjeiras para o Governo do Estado do Rio de Janeiro.
Seus imensos jardins, transformados em parque, foram projetados pelo paisagista francês Gérard Cochet e, na década de 1950, reformulados por Roberto Burle Marx. Na época, também foi inaugurado um conjunto de três edifícios projetados por Lúcio Costa.