Palatul a fost construit de Constantin Brâncoveanu la sfârşitul secolului al XVII-lea pe locul fostelor case ale lui Preda Brâncoveanu, bunicul său. Aici, în faţa porţilor vechilor case, fuseseră ucişi de către Mihnea-Vodă, în februarie 1655, tatăl lui Constantin Brâncoveanu şi fraţii viitorului domnitor. Pe locul unde aceştia fuseseră ucişi, se ridicase o cruce de piatră, a cărei replică se păstrează azi.
Palatul a fost cunoscut în secolele XVIII—XIX sub numele diverşilor săi proprietari: Grigore Brâncoveanu, Manolache Brâncoveanu, Gheorghe Bibescu.
De-a lungul anilor, palatul a suferit multe avarii şi transformări. Ion Ghica menţionează că a fost de multe ori zidit şi rezidit, restaurat şi părăsit; a fost palat, cazarmă, spital şi ruină.
După tragica moarte a lui Constantin Brâncoveanu, palatul a fost distrus de turci. După aceea, a devenit localul Carvasaralei (Vămii Domneşti). În timpul războiului ruso-austro-turc dintre 1768 şi 1774, fiind ruinat, o parte din curtea palatului fusese ocupată de casele diverşilor târgoveţi.
Refăcut, a fost locuit un timp de Caragea vodă, după arderea Curţii Noi, apoi de Tudor Vladimirescu, în 1821. A fost refăcut din nou de G. Bibescu, care îşi avea reşedinţa în acest palat, cunoscut pe atunci sub numele de palatul Bibescu.
După cum rezultă din planul oraşului din anul 1871, palatul Bibescu era situat către dealul Mitropoliei; restul locului, ocupat acum de Piaţa Unirii, era un întins parc. În secolul al XVIII-lea, în acest parc se găsea un foişor şi un eleşteu.