La residenza è il risultato di cinque grandi fasi edilizie che vedono impegnati altrettanti architetti di corte:

1659-1680, costruzione, Amedeo di Castellamonte;

1699-1713, ampliamento, Michelangelo Garove;

1716-1728, ampliamento, Filippo Juvarra;

1739 e 1751-1765, ampliamento, Benedetto Alfieri;

1788-1789, ampliamento, Giuseppe Battista Piacenza e Carlo Randoni.

Commissionata nel 1659 da Carlo Emanuele II (1634-1675) al Primo Ingegnere ducale Amedeo di Castellamonte (1610-1683) come residenza venatoria e di loisir (cioè di piacere), viene successivamente ampliata dagli architetti di corte Michelangelo Garove (1648-1713) e Filippo Juvarra (1678-1736) per volontà di Vittorio Amedeo II (1666-1732), che ne fa l’espressione architettonica della magnificenza sabauda e dello Stato assoluto. Garove aveva previsto un’unica corte delimitata da due gallerie simmetriche che si concludevano con due padiglioni, destinati a ospitare il teatro (a nord) e la cappella regia (a sud): il grandioso intervento juvarriano si innesta, dal 1716, sulla galleria meridionale, l’unica del progetto garoviano a essere stata realizzata, con la sottostante citroniera e i padiglioni simmetrici dei suoi attestamenti. Juvarra, Primo Architetto di S. M., amplia le finestre della galleria, detta “Galleria Grande”, per conferire maggiore luminosità all’ambiente interno e ne dispone il rifacimento e l’innalzamento della volta, incaricando lo stuccatore luganese Pietro Filippo Somasso dell’esecuzione degli apparati decorativi, che verranno portati a termine dal luganese Giuseppe Bolina tra il 1768 e il 1772; viene anche completato il padiglione verso il borgo. Si devono inoltre all’architetto messinese la cappella di Sant’Uberto e l’originale e ingegnoso progetto della Citroniera con l’adiacente Grande Scuderia, riunite in un unico corpo la cui facciata funge da fondale aulico all’allea del “Giardino a Fiori”. I lavori per la duplice fabbrica della Scuderia e Citroniera vengono iniziati nel 1720 e si protraggono fino al 1729; alla realizzazione degli apparati decorativi a stucco di entrambi gli ambienti collaborano diversi artisti di origine luganese.

Il progetto juvarriano, rimasto incompleto nelle opere di finitura (esterni di Sant’Uberto, della Citroniera e della Scuderia) e nella costruzione delle maniche delle nuove scuderie, acquisisce unitarietà dal 1739 grazie all’intervento di Benedetto Alfieri (1699-1767), Primo Architetto Regio di Carlo Emanuele III (1701-1773).

Nel 1788-89 gli architetti Giuseppe Battista Piacenza (1735-1818) e Carlo Randoni (1755-1831) si occuperanno dell’allestimento secondo il gusto neoclassico dei nuovi appartamenti al primo piano destinati ai duchi d’Aosta, ponendo sostanzialmente fine alle vicende architettoniche e decorative del complesso.