Le Palais de Velázquez fut construit dans le parc du Retiro entre 1881 et 1883 à l'occasion de l'Exposition nationale minière, qui eut lieu en ville de mai à novembre 1883. L'architecte Ricardo Velázquez Bosco est le même à avoir édifié le Palais de Cristal, situé non loin de là.

Il s'agit d'un édifice recouvert d'une verrière soutenue par des voûtes en fer qui permet d'éclairer les salles naturellement et qui s'inspire du Crystal Palace de Londres. Avec des dimensions de 73,80 sur 28,75 mètres, il fut construit avec des briques de deux couleurs, ainsi qu'avec des faïences de la Manufacture royale de la Moncloa.

Actuellement, il appartient au ministère de la Culture qui l'utilise comme salle d'expositions temporaires du musée Reina Sofía.