Se encontraba situado extramuros de la ciudad, al lado izquierdo del río Turia.
El arabista Henri Pérès describe el Palacio como una Alhambra primigenia del siglo XI.
Una de las últimas y más importantes fue la llevada a cabo por Pedro IV el Ceremonioso o del Punyalet, que lo llamaba «alberg delitós» (albergue deleitoso) y lo rehabilitó en todo su esplendor después del saqueo de las tropas castellanas en 1364, haciendo honor a su rango de lugar real.
En 1363, durante las guerras entre Castilla y Aragón, el palacio fue incendiado por las tropas castellanas en su sitio de la ciudad.
Los salones estaban dedicados al servicio de los reyes, audiencias, fiestas, recepciones, etc.
El rey tenía sus aposentos en la torre principal, conocida como de los Ángeles y reconocible en los grabados antiguos a simple vista, ya que en ella se encontraba un gran escudo real.
Entre los maestros canteros cuyos nombres han llegado hasta nosotros y que trabajaron en el palacio podemos encontrar a Joan Franch (siglo XIV), que trabajó también en las obras del Convento de Santo Domingo y al "piquer" Mateu Teixidor, que trabajó en la construcción del Puente de la Trinidad.
La quinta de recreo "Omunya" conocida como "Rahal", construida en el siglo XI por el Rey Moro Abd Al-Aziz, para su uso y de sus descendientes, fue transformada en Alcázar Regio y ampliada por Don Jaime I el conquistador.
Al morir la destronada reina de Nápoles, Isabel del Balzo, madre del duque de Calabria, llegaron las infantas Julia e Isabel y, con ellas toda una corte de damas que aunque no tuvieran una gran influencia en la corte, representaban con su lengua y costumbres una influencia forastera en las gentes y ambiente.
Si bien algunas fuentes consideran discutible esa concepción táctica, y dicen lo contrario, que el Palacio podía ser un punto desde donde batir a los atacantes de la muralla.
En esta teoría, Teodoro Llorente Olivares habla de la “incomodidad política” del Palacio del Real en unos tiempos en los que se imponía la uniformidad borbónica que terminaría convirtiendo los antiguos reinos en meras provincias.
En los mismos jardines se puede observar unas escalinatas que según la tradición, respaldada por las posteriores investigaciones arqueológicas, pertenecieron al palacio.