El actual edificio, uno de los principales en torno a la Plaza, fue inaugurado el 15 de Septiembre de 1892. La construcción se hizo en el sitio que ocuparon antiguamente las Casas Reales, donde estuvo la sede de los gobernadores virreinales.
Tal parece que uno de los reformadores de las originales Casas Reales fue don Antonio de Figueroa, quien gobernó desde 1612 hasta 1616, aunque el proyecto de reconstrucción total del caserón es el del gobernador Manuel Romero Ancona, quien decidió levantar el actual edificio.
Entre los hechos históricos de los que fue testigo se incluyen una invasión de partidarios del absolutismo en 1814; el cierre temporal del edificio a fines de 1847 (durante la fase más cruenta de la Guerra de Castas, la sede del gobierno estatal se trasladó a Maxcanú), la bienvenida y banquete a Porfirio Díaz en 1906, la defensa del gobierno del Tte. Cnel. Eleuterio Avila Valdés y Lanz la precipitada salida de Felipe Carrillo Puerto en diciembre de 1923, al conocerse la sublevación de la tropa federal enviada a Campeche para reprimir a los revolucionarios delahuertistas.
El edificio es de dos plantas con líneas dóricas en la fachada y un ancho portal de arquería. El balcón central posee un remate triangular en cuyo centro hay un escudo nacional mexicano. Allí hay una réplica de la campana de Dolores que hizo tañer Miguel Hidalgo y Costilla al iniciarse el movimiento independentista de México.
En general, el edificio es de arquitectura neoclásica, propia del siglo XIX. En 1903 ó 1905 se construyó en la azotea una torre para albergar la Estación Meteorológica.
En el interior del Palacio destacan un buen número de murales realizados por el pintor yucateco Fernando Castro Pacheco e instalados en 1974. En el Salón de la Historia o antiguo Salón de Actos cubren las paredes 17 espléndidos murales pintados sobre lámina galvanizada, que muestran diferentes aspectos de la historia de Yucatán, algunos con dolor como “El suplicio de Jacinto Canek”, “El henequén” y “Venta de indios”; otros retratan a figuras significativas como Vicente María Velázquez, Lucas de Gálvez, el obispo Juan Gómez de Parada y los tres Francisco de Montejo: “El adelantado”, “El mozo” y “El sobrino”.