Vilafranca del Penedès va ser un enclavament important entre les terres cristianes i les musulmanes. Aquesta importància va ser reconeguda pel rei que va donar els drets de notaria a l'església de Santa Maria l'any 1188. Aquest dret s'exercia coincidint amb les celebracions religioses, fires i mercats, fet que comportà un notable poder a l'església i propicià el creixement de la vila.

La rellevància que va arribar a tenir va convertir-la en allotjament dels monarques de la corona catalano-aragonesa quan estaven de pas cap a la frontera. Per aquest motiu es va construir un palau, probablement a finals del segle XII. 

En 1236 el rei Jaume I cedí el palau a Fructià de Palau, però amb l'obligació de donar allotjament al monarca i als seus successors, sempre que aquests es trobessin de pas per la zona. 

Segons consta en una inscripció que hi ha a la façana, el rei Pere III el Gran va morir en aquest palau en 1289, tal i com també es descriu en la crònica de Ramon Muntaner.

En 1303 el rei Jaume II va encarregar al sots-veguer i batlle de Vilafranca que vengués el castell i amb els diners aconseguits en construís un altre en la mateixa població.  Algunes fonts afirmen que el nou palau era l'actual palau Baltà, construït per Francesc Babau l'any 1308 i situat al costat de l'església de Santa Maria. Fou precisament en aquest any quan el palau reial va ser adquirit pel monestir de Santes Creus, que el va mantenir fins la desamortització de 1835.

L'edifici actual és d'estil gòtic, si bé encara perviuen alguns elements romànics. Està format per dos estructures, una de les quals recorda la forma d'una torre i l'altra té més l'aparença de palau.

Destaquen els finestrals geminats de la façana, suportats per una o dues columnes, que tenen els capitells esculpits amb motius vegetals..