Известно, что в XVIII веке на месте Михайловского замка располагался Летний дворец Елизаветы Петровны, построенный Ф. Б. Растрелли. Здесь родился Павел Петрович, будущий император Павел I.
В первый же месяц царствования Павла I 28 ноября 1796 г. вышел указ: «для постоянного государева проживания строить с поспешанием новый неприступный дворец-замок. Стоять ему на месте обветшалого Летнего дома» .
Замок был назван в честь архангела Михаила (небесного покровителя Дома Романовых) , а в день его поминовения - 8 ноября 1800 г. - был торжественно освящен.
Со всех сторон строение было окружено водой. Создавая изолированную от города резиденцию, Павел, знавший о существовании своих многочисленных противников, надеялся найти в новом дворце надежное убежище.
Архитекторы В. Ф. Бренна и В. И. Баженов создали замок по мотивам средневековых дворцов.

1 февраля 1801 года царская семья переехала в Михайловский замок. Всего через 40 дней (в ночь с 11 на 12 марта 1801 года) император был убит именно здесь.
В 1819 году Михайловский замок был передан Главному инженерному училищу. Отсюда его второе название. С февраля 1823 года замок официально носит название «Инженерный» . В 1820 году Карл Росси перепланировал территорию вокруг замка, каналы были засыпаны.
Здесь в 1833–1843 годах учился и до 1841 года жил
Ф. М. Достоевский.
В 1991 году треть помещений замка выкупает Русский музей, в 1995 году музей его выкупает полностью. В настоящее время в залах открыты постоянные экспозиции. К 300-летнему юбилею Санкт-Петербурга были реконструированы и открыты Воскресенский канал и Трёхпролётный мост.