První zmínka o stavbě na místě Lichtenštejnského paláce se datuje k roku 1555, kdy maltézský velkopřevor předává pozemek na břehu Vltavy Jiříkovi Velikovi ze Šonova. Na Sadelerově prospektu z roku 1606 má dům patro s atikou. Roku 1613 stály ve Velikovské zahradě už domy dva, oba však zanikly ve třicetileté válce, takže roku 1660 koupil generál Jan svobodný pán de Cron jen zahradu.

Jeho neteř ji roku 1684 postoupila manželovi, generálovi Františku Helfriedovi svobodnému pánovi z Kaiserštejna. Ten zde dal postavit jednopatrové barokní vodní palazzetto na neobvyklém šestibokém nepravidelném půdorysu okolo dvora a s ochozem v patře. Stavbu obklopovala zahrada s bohatými květinovými záhony a vodotrysky.

Palác byl zastřešen sedlovými střechami s nízkou atikou v jejich patě. Z východního průčelí vyrůstaly dvě dosti vysoké věže, propojené rovněž atikou a ukončené cibulovitými helmicemi. Tak se palác výrazně uplatňoval na pohledech Malé Strany i v hradčanském panoramatu. Autorem projektu byl zřejmě  architekt Giovanni B. Alliprandi. Původní podobu paláce ukazuje několik rytin, kreseb a panoramatických pohledů, z nichž dokumentačně nejcennější pochází od Ludvíka Kohla z roku 1793.

Palác měnil majitele

V 18. století změnil palác několikrát majitele. Za 24 000 zlatých prodal roku 1726 Jan František hrabě z Kaiserštejna palazzetto i se zahradou Ferdinandu Adamu Kustošovi ze Zubřího. Palác tehdy obsahoval osmnáct panských pokojů, dalších sedm pokojů pro služebnictvo a tři stáje pro dvaadvacet koní.

V roce 1741 získala palác Barbora Krakovská z Kolovrat, jejíž rod vlastnil palác téměř století. Roku 1831 ho František Antonín hrabě Kolovrat Libštejnský prodal za 27 000 zlatých kop míšeňských generálovi Janu Josefovi knížeti z Lichtenštejna. Ten dal snést obě věže se střešními altány a nad portál umístil svůj erb.

Dnešní podobu mu dal mlynář

Roku 1864 koupil palác mlynář František Odkolek. Nový majitel zvýšil stavbu o druhé patro podle projektu stavitele Karla Srnce a teprve tehdy dostal palác dnešní podobu. Barokní průčelí byla nahrazena klasicistními, zůstal jen vstupní portál se sloupovou architekturou a balkonem s balustrádou. Také interiéry paláce pocházejí z této přestavby; jen některé původní segmentové klenby se dochovaly v chodbě při západní straně nádvoří.

Od roku 1897 patřil palác Obci pražské, která ho využívala k různým úředním účelům, přičemž provedla řadu úprav. V letech 1941–1942 byla odstraněna ohradní zeď zahrady, která se po druhé světové válce proměnila ve veřejný park.

Slouží k reprezentačním účelům

V letech 1979–1991 byl palác upravován podle projektu architekta Kamila Fuchse pro potřeby předsednictva vlády. Jeho prostory se rozšířily o jedno podzemní podlaží a obvodové zdi byly zabezpečeny proti hrozícímu se sesutí do Vltavy. Ničivé povodně v roce 2002 měly za následek devastaci přízemních prostor a palác čekala nová nákladná rekonstrukce.

V současné době používá Lichtenštejnský palác česká vláda k reprezentačním účelům. V apartmánech umístěných ve druhém patře pobývali při návštěvě Prahy například španělský král Juan Carlos s chotí Sofií, britská královna Alžběta II. či japonský císař Akihito s císařovnou Mičiko. Přízemní sály a salonky slouží k pracovním a přátelským setkáním.

Úřad vlády České republiky