Дворец начали строить в 1785 году по приказу вице-короля Бернардо де Гальвеса. Однако вскоре стало понятно, что основатель не рассчитал финансовые возможности, потому был вынужден выставить роскошное здание на аукцион.
В 1806 году Чапультепек купили городские власти Мексики. Затем в нем размещалась военная академия.
В сентябре 1847 года дворец, как важный стратегический высотный объект, захватила американская армия в ходе ожесточенной битвы (прозванной впоследствии битва при Чапультепеке).
В 1864 году Чапультепек сделал своей загородной резиденцией император Максимилиан Габсбург. Он «облагородил» здание: существенно перепланировал, разбил на крыше сад, проложил бульвар (современное название Пасео-де-ла-Реформа).
Несколько лет владельцем особняка являлась Мексиканская национальная астрономическая обсерватория. Затем до 1939 года во дворце размещалась резиденция президентов Мексики.
Ныне в Чапультеке расположена главная экспозиция Национального исторического музея.