Ансамбль Дворца Ширваншахов не строился по единому архитектурному замыслу. Однако, его строители, учитывая назначение каждого здания, размещением их способствовали формированию архитектурного пейзажа.

Главное здание ансамбля - дворец, который является наиболее ранней постройкой из всех дворцовых сооружений и как считают историки архитектуры, строился почти десять лет. Это наиболее крупное здание комплекса как по объему, так и по занимаемой площади. Его начал возводить в 1411 году ширваншах шейх Ибрагим I, союзник Тамерлана. А продолжил дело после его смерти сын — ширваншах Халилулла I, который, к слову, был женат на правнуке Тамерлана Ханике.

Двухэтажное здание дворца насчитывает около пятидесяти различных размеров и очертаний помещений, соединенных тремя узкими винтовыми лестницами. Большой стрельчатый портал ведет со двора сразу на второй этаж в высокое, покрытое куполом входное восьмигранное помещение. Расположенный за ним небольшой, также восьмиугольный вестибюль, соединяет его с остальными помещениями дворца. Щелевидные отверстия в нишах восьмигранного помещения служили для переговорной связи с нижним этажом. Всего из 25 комнат второго этажа до наших дней сохранилось лишь 16. Нижний этаж здания, содержащий 27 комнат, служил помещением для слуг и для хранения хозяйственных запасов. Он сохранился именно таким, каким его построили в XV веке. Строгость обращенного к парадному двору главного фасада отличается от более богатой трактовки зданий других дворов. Лаконичные формы, солнечные тона гладких поверхностей стен, узорчатое шебеке верхних окон и окна-щели нижнего этажа придают образу здания неповторимую выразительность. Раскопки комнат первого этажа показали, что дворец стоит на скале и под ним в древности, до постройки дворца, было какое-то большое сооружение, фундаменты стен которого вклиниваются в фундамент дворца.

Много довелось повидать на своем веку хорошего и печального Дворцу Ширваншахов, пока он не стал музеем-заповедником. Так, при взятии Баку сефевидами в 1501 году дворец подвергался опустошению. Все сокровища Ширваншахов — оружие, доспехи, ювелирные украшения, ковры, драгоценные парчовые ткани, редчайшие книги из дворцовой библиотеки, посуду из серебра и золота сефевиды увезли с собой в Тебриз. Но после Чалдыранской битвы в 1514 году между турецкими войсками Селима I (сына завоевавшего Константинополь Магомеда II) и сефевидами, закончившейся поражением последних, сокровища Дворца Ширваншахов достались туркам в качестве трофеев. Сегодня какая-то их часть украшает музейные коллекции Турции, Ирана, Англии, Франции, России, Венгрии. Так, в стамбульском музее хранятся кольчуга Халилуллы I, изготовленная в 1428 году, и два шлема его сына-наследника из пяти оставшихся в живых — Фарруха-Ясара. Некоторые ковры из дворца оказались в лондонском музее Виктора и Альберта, а древние фолианты из дворцовой библиотеки — в книгохранилищах Тегерана, Ватикана, Петербурга.

Турецкий путешественник Эвлия Челеби в книге “Путевые заметки” сообщает, что турецкий полководец Мустафа Леле паша, покидая захваченный им в 1585 году Баку, “вывез с собой крышу, купол и оконные рамы со стеклами одного прекрасного строения и преподнес в качестве дара султану, который возвел из них в саду “Султанийе Гасри Хумаюн” царственный замок, вызывающий изумление своим прекрасным видом”. Возможно, что упомянутый купол с изразцовым покрытием был с крыши Дворца Ширваншахов.

Досталось Дворцу Ширваншахов при бомбардировке с моря русской эскадрой в 1723 году, при освобождении города персидскими войсками и при взятии Баку русскими войсками в 1806-м. После вхождения Баку в состав Российской империи дворец был передан царскому военному ведомству, которое хозяйничало здесь почти столетие. Шахские покои второго этажа были превращены в солдатские казармы, а помещения под ними — в конюшню, артиллерийские склады; зеленой краской кто-то замазал каменную роспись на портале усыпальницы, а шахская мечеть по воле российских военных властей чуть было не стала гарнизонной церковью. Военные произвели частичный ремонт дворца и одновременно большие перестройки, приспособившие дворцовые постройки под артиллерийские склады. Во время перестройки были разрушены купола и разобраны часть стен, разделявших комнаты на первом и втором этаже. Остатки купольных, стрельчатых и крестовых перекрытий были уничтожены и заменены плоскими балочными перекрытиями. Некоторые оконные проемы были заложены, а вырезанные из камня решетки окон разрушены. Ко второму этажу северного фасада дворца был пристроен въезд, а в стене пробит огромный проем, так что двуколки, запряженные лошадьми, с улицы въезжали прямо на второй этаж дворца. Была уничтожена голубая глазированная мозаичная штукатурка сводов и куполов. На стенах дворца до сих пор сохранились отверстия от пуль - результат тренировок в стрельбе солдат.

В конце XIX века военное интендантство поневоле сыграло роль спасителя всего ансамбля. При выборе места для строительства собора Александра Невского выбор пал на территорию занятую комплексом Дворца Ширваншахов. И только то обстоятельство, что военным было некуда деться, спасло архитектурный памятник от полного уничтожения.

В 1920 году во дворце снова разместились конюшни, артиллерийские погреба, солдатские казармы, “славной” XI рабоче-крестьянской Красной армии, здесь же был и лазарет.

Все вокруг пребывало в неприглядной запущенности, поэтому большой группе видных азербайджанских историков и археологов во имя спасения этого уникального средневекового памятника архитектуры, пришлось со специальным письмом обратиться к руководству Азревкома. И лишь после этого в комплексе начались уборочно-восстановительные работы. В самом конце 20-х годов в холодных, сырых, с прохудившимися кровлями помещениях дворца прописался Музей истории Азербайджана, который располагался там в 1920-30-е годы.

Дворец нуждается в серьезном восстановлении. Проводимая в 20-е, 30-е или 50-е годы реставрация дворцового комплекса велась наобум, непрофессионально и бессистемно. С 1992 года в здании дворца были начаты новые реставрационные работы, в результате которых на здании появился купол.