Ahhoz, hogy jobban megértsük ennek az épületegyüttesnek a fejlődését, el kell képzelnünk a látható és láthatatlan történelem egymást átfedő rétegeit, amelyek az idők során egymást követték. Először volt a római jelenlét, egy légiós erőd (XIII. Gemina) formájában, amelynek néhány nyoma maradt meg.

Erre a légiós erődítményre egy római kor utáni, majd egy középkori réteg rakódott, amely több fázisban alakult ki, ezek közül a leglátványosabb a XIII. század végén, az Árpád-házi magyar királyi dinasztia időszaka után jelenik meg.

Ekkor kezdődött az új püspöki székhely építése.

A 16. század közepétől kezdődtek a bővítési munkálatok, melyek egészen a 19. századig tartottak, egy reneszánsz, majd egy barokk korszakkal, amelyet az itt állomásozó Habsburg helyőrség bővített ki, ami döntően befolyásolta az épületegyüttes mai formáját.

Ennek az együttesnek a mai összeállítása nem teljes. A régi épületegyüttesből, amely a 17. században nyerte el végleges formáját, Jagelló Izabella királyné, valamint Bethlen Gábor és I. Rákóczi György fejedelmek nagyszerű hozzájárulása után, körülbelül 2/3-a maradt meg. A Habsburg adminisztráció kívánsága volt, hogy ezt az együttest a Habsburg hadsereg igényeinek megfelelően két részre, nyugatira és keletire osszák.

1918 után az épületet a román hadsereg vette át, és itt állomásozott a 91. gyalogezred („I. Ferdinánd király” laktanya).

A gyulafehérvári fejedelmi palota 2014-ben keltette fel a régészek figyelmét, az épületegyüttes helyreállítását szolgáló felújítások eljárásainak megkezdésével. Az utolsó régészeti kutatást 2020-ban hajtották végre, a fejedelmi palota E-szárnyának helyreállításával, amelyben ez a múzeum található.

Megjegyzendő, hogy az egykori erdélyi fejedelmi palota legfontosabb részei, amelyek a fejedelemség korából (1541-1711) származnak, ma is az erdélyi római katolikus főegyházmegye jelenlegi székhelyén találhatók.