Петровский путевой (подъездной) дворец был построен в царствование императрицы Екатерины II Великой в 1776-1783 гг. знаменитым архитектором Матвеем Федоровичем Казаковым. Название «Петровский» появилось из-за того, что строительство дворца шло на землях, ранее принадлежавших Петровскому (Высокопетровскому) монастырю.
Замысел строительства дворца появился у Екатерины II после победоносного окончания войны с Турцией 1768-1774 гг. Торжества по случаю подписания Кючук-Кайнарджийского мира проходили на Ходынском поле в июле 1774 г. Там архитекторами И.П. Баженовым и М.Ф. Казаковым был возведен целый «город», отдельные павильоны которого символизировали турецкие крепости, взятые во время войны.
После окончания торжеств Екатерина II заказала М.Ф. Казакову строительство «каменной дачи» по Санкт-Петербургской дороге. Поздней осенью 1775 г. проект будущего дворца был утвержден, а осенью 1776 г. состоялась его официальная закладка. Строительство и отделочные работы завершились, в основном, к 1783 г.
По мнению историков архитектуры, главное здание дворца, в особенности, его купол, символизируют Храм Святой Софии в Константинополе (Стамбуле). В те годы Екатерине II часто приписывали намерение осуществить т.н. «Греческий проект»: изгнать османов из Европы, восстановить независимость Греции, посадив на ее трон своего внука Константина и утвердить российское владычество в Константинополе.
Сама Екатерина дважды останавливалась в Петровском дворце: в 1785 и 1787 гг. В дальнейшем у российских императоров сложилась традиция делать в Петровском дворце последнюю остановку перед въездом в Москву во время коронационных торжеств. От этого возникло и второе название дворца – Путевой.