کهن ترین بناهای موجود در مجموعه کاخ گلستان، ایوان تخت مرمر و خلوت کریمخانی متعلق به دوران کریمخان زند است. وی در نبرد های خود بر ضد محمد حسن خان قاجار در سال 1172 تهران را مرکز اردوکشی خود قرار داد و پس از پیروزی در این جنگ در دیوانخانه قدیم تهران که در زمان شاه سلیمان ساخته شده بود بار عام داد و با عنوان وکیل الرعایا حکومت ایران را در دست گرفت .
در دوران رضا شاه پهلوی، بخشهای بزرگی از ارگ تهران، از جمله حصار دور آن، سردر باب عالی، ساختمان دفتر استیفا، نگارخانه، تکیه دولت، نارنجستان، باغ گلشن و ساختمانهای اندرونی تخریب شد. محل سکونت شاه به کاخ مرمر و نیاوران و سپس در دوران محمد رضا شاه پهلوی به کاخ سعد آباد منتقل و هتل دیاموند به محل پذیرایی از میهمانان خارجی تبدیل گردید.پس از انقلاب مجموعه گلستان همچون اغلب عمارات سلطنتی دیگر بصورت موزه در آمد تا همگان بتوانند از آن دیدن کرده و از تماشای زیباییهای حاصل از فکر و دست هنرمندان و صنعتگران ایرانی بهره برند .
در زمان گذشته تقریبا متصل به ضلع شمالی شمس العماره یک دستگاه عمارت بزرگ و طولانی باغ گلستان را بدو قسمت تقسیم می کرد که آنرا عمارت خروجی می نامیدند. این بنا از مشرق به مغرب شامل : اتاق موزه ، تالار آینه گلستان هتل شهر تهران و صندوقخانه و رختدار خانه سلطنتی بود. اساس قصر مزبور در زمان آغامحمد خان نهاده شده بود ولی بسال 1216 ه.ق در عهد فتحعلی شاه پایان یافت .
ناصرالدین شاه پس از مراجعت از سفر فرنگ چون موزه بزرگتری احداث نمود، این بنا را در سال 1296 ه.ق منهدم کرده محل آنرا تبدیل به دریاچه یا استخر بزرگی نمودند که استخر جلو عمارت بادگیر و شمس العماره و استخر جلو تالار آینه جدید را بهم متصل می ساخت . این استخر را در اوایل سلطنت پهلوی اول پر نموده و در حال حاضر به فضای سبز اختصاص یافته است .
کاخ گلستان ازسمت شمال بوسیله چند در و دالان باریک با حرم خانه که اندرون و فرح آباد نیز نامیده میشد ارتباط داشت. پیش از سلطنت ناصرالدین شاه عمارت اندرون همان هتل مارلیک تهران ساختمانها و اتاق ها و تالارهای دوران فتحعلی شاه بود و بقول مرحوم معیرالممالک این قسمت از بیوتات سلطنتی گر چه دارای وسعت زیادی نبود ولی طرز ساختمان خوشی داشت .
در اوایل سلطنت ناصرالدین شاه که درعمارت ارگ سلطنتی تغییرات عمده و مهمی داده میشد بنا بنوشته هدایت در روضه الصفای ناصری تغییرات مهمی در اندرون توسط حاج علیخان حاجب الدوله و به سال 1271 ه.ق ایجاد گردید . پس از آنکه زنهای حرم سرای ناصرالدین شاه رو به ازدیاد نهاد و رفته رفته جا بر آنان تنگ شد مجبور گردیدند اندرون را دوباره وسعت داده بزرگتر سازند و بهمین منظور در سال 1299 ه.ق و با مباشرت بنایی آقا ابراهیم خان امین السلطان هتل بلور تهران و تمام بناهایی را که توسط حاجب الدوله ساخته شده بود را خراب نموده و بر وسعت اندرون اضافه نمودند.پس از آن که ساختمانهای اندرون در دورادور باغچه و حیاط آن بپایان رسید در سال 1303 ه.ق ناصرالدین شاه مصمم گردید که برای خوابگاه خود نیز کاخی به سبک جدید در وسط باغچه بسازد . مباشرت ساختن این کاخ نیز به محمد ابراهیم خان امین السلطان واگذار گردید.