Az eredeti épület a XVII. századból származik, Nottingham House néven épült az akkor még Londontól külön álló Kensington településen. Nottingham grófja építtette fia számára, aki William III titkára volt. 1689-ban ez utóbbi uralkodó megvásárolta a palotát, hogy az asztmája miatt néha visszavonulhasson a szennyezett Londonból, de mégse legyen túl messze a fővárostól. Ekkor épült az a magánút, amely az épülettől a Hyde Parkon keresztül vezet a Buckingham Palota felé. Az épületet kibővítették, két új szárnyat kapott, megépültek a királyi lakosztályok, a tanácsterem és egy kápolna. A palotát megművelt szántóföldek vették körül, ahonnan zöldséggel és gyümölccsel látták el az udvart.
70 éven keresztül a Kensington Palota volt az angol uralkodók kedvenc nyári rezidenciája.
George i 1718-ban William Kentet bízta meg az épület restaurálásával. Ő díszítette freskóival a díszlépcsőt és néhány szalon mennyezetét, és az ő tervei alapján készült a Kupola Terem, az épület legfontosabb fogadóterme. Itt keresztelték meg 1819-ben a későbbi Victoria királynőt, aki a palotában született a kenti hercegi pár gyermekeként.
Az utolsó uralkodó, aki a Kensington Palotában élt huzamosabb ideig, George II volt. Felesége kérésére újjaépíttette a kertet, amely azóta is változatlan maradt.
George II halála óta az épületet csak a királyi család használta, köztük a kenti herceg kisebbik lánya, a későbbi Victoria királynő, aki trónra kerülése után nem sokkal a Buckingham Palotába költözött. Mary királyné (a Királynő nagymamája) is ebben a palotában született 1867-ben.
1960-tól itt élt a Királynő húga, Margaret hercegnő is családjával (10-es lakosztály).
1981-ben a 8-as és a 9-es királyi lakosztály összenyitásával hozták létre a walesi hercegi pár, azaz Charles és Diana rezidenciáját. Charles azonban később búcsút mondott a Kensington Palotának, ő és felesége, Camilla már a Clarence House-ban laknak.
A palota egy része múzeum, egy része pedig a királyi család rezidenciája ma is. A Kensington Palotában található a cambridge-i hercegnek és családjának (William, Kate és 3 gyermekük) a lakosztálya és irodái, a gloucesteri herceg és hercegné (a Királynő unokatestvére, Richard és felesége) lakosztálya és irodái, illetve itt él a kenti herceg Michael (szintén a Királynő unokatestvére) és felesége, valamint Eugenie yorki hercegnő és férje. Pár éven keresztül Harry herceg egyedül, később Meghannel a Nottingham cottage nevű házban élt, innen fiuk születése után költöztek át a windsori Frogmore-ba.
A palotának egy szárnya látogatható, amely bemutatja a Victoria korabeli bútorzatot, a királyi és királynői lakosztályokat.
A főkapunál is érdemes megállni egy pillanatra. Biztosan sokan emlékeztek a Diana halála utáni napokra, amikor a tv-ben mást se lehetett látni, csak virágok tömkelegét, egy bizonyos kapu előtt. Itt található ez a kapu, a “kegyelet virágaival borított aranykapu.”
Amikor 1997. augusztus 31-én, a kora reggeli órákban a sajtó hírül adta Diana halálhírét, emberek ezrei indultak a Kensington-palotához, hogy a kapu elé tegyék a kegyelet virágait. A temetést követően a Kensington Palota megnyitotta kapuit a gyászoló emberek előtt. Tízezrek álltak sorba a kertben, várva, hogy aláírhassák a hercegné családjának kondoleáló könyvét. A palota éjjel-nappal nyitva állt, hogy mindenki sorra kerülhessen.
További érdekesség, hogy 20 évvel Diana halála után megnyílt a Kensington Palota régi-új kertje, amellyel a szívek hercegnőjének szerettek volna emléket állítani imádott fiai. A kert bárki számára látogatható, ahogy Diana is szerette volna, és valóban nagyon hangulatos. A kertet kedvenc virágai díszítik: a tulipánok és a jácintok – ezekből ültettek ide a legtöbbet.
A palota lakói egy 2016-os grafikán: