Строительство Массандровского дворца началось в 1881 году под руководством французского архитектора М. Е. Бушара. В течение года велось активное строительство, которое было прервано в связи со смертью заказчика Воронцова. Позднее, недостроенный дворец приобрел император Александр III, по заказу которого первоначальный проект был доработан архитектором М. Е. Месмахером. Завершение строительства дворца состоялось в 1902 году. Однако, подобно своим предшественникам, Александр III не успел в полной мере насладиться жизнью в новом дворце, скончавшись вскоре после его завершения. В дальнейшем, Массандровский дворец переходил от одного императорского владельца к другому, но наибольшую известность получил благодаря пребыванию в нем семьи Николая II. Несмотря на это, любимым местом летнего отдыха императора стал не Массандровский, а расположенный неподалеку Ливадийский дворец.
Массандровский дворец - образец архитектуры французского возрождения. Это элегантное трехэтажное здание с изящной многоскатной крышей, которое благодаря мансардным окнам приобретает дополнительную легкость и сказочность. Дворец украшают витиеватые лестницы, просторные галереи, множество террас и балконов. Изначально планировался строгий серый цвет всего здания, однако Месмахер принял решение оставить серыми только крышу и цокольный этаж, а основную часть фасада облицевать желтой плиткой. Что касается внутреннего убранства дворца, то оно выполнено в спокойном, но изысканном стиле. В интерьере присутствуют элементы роскоши и богатства.
Строительство Массандровского дворца было завершено в начале XX века. Однако его парковая зона была создана значительно раньше, когда поселок Массандра еще не имел статуса имения. Заказчиком парка выступила О. С. Нарышкина. Над проектом парка работал известный ландшафтный архитектор Карл Кебах, ранее создавший проект Алупкинского парка. Площадь парка составила 42 гектара, на которых расположились дорожки, аллеи и цветники. Как и во многих других крымских парках, в Массандровском парке были высажены можжевельник, хвойные деревья, кипарисы и сосны. Экзотическими акцентами стали деревья апельсина, лимона и олив, которые были нетипичными для местного климата.
В советское время Массандровский дворец использовался в качестве санатория для больных туберкулезом. Позднее в нем располагался институт виноградарства “Магарач”. В течение сорока лет дворец служил дачей правителей СССР. И только в 1992 г. он стал доступен для посещения в качестве музея. В настоящее время во дворце продолжаются реставрационные работы. Также идет реконструкция храма Усекновения главы Иоанна Предтечи, расположенного вблизи Массандровского дворца.