El palacio que originaría la Administración Patrimonial de Valladolid nunca fue una fortaleza medieval, sino una residencia construida en el siglo XVI y habitada por Carlos I, que fue comprada por la Corona en 1601 al instalarse en Valladolid la Corte.

En 1600, la Casa de Francisco de los Cobos, junto con la contigua del Conde de Fuensaldaña fueron adquiridas por el duque de Lerma, quien finalmente se las vendió a Felipe III, al trasladarse la Corte a Valladolid en 1601. Posteriormente, el monarca compraría y anexionaría al conjunto la Casa de los Condes de Miranda.

La Corte habitó el Palacio Real de Valladolid hasta la primavera de 1606 en que se trasladó nuevamente a Madrid.

El Palacio Real de Valladolid se desvinculó del Real Patrimonio en el reinado de Carlos III, al ser dedicado a Chancillería y Audiencia; Con posterioridad continuaría siendo propiedad de la Corona, aunque adscrito a diversos servicios gubernativos, hasta que en el siglo XIX pasó a ser Capitanía General.

Complemento del Palacio eran dos Casas Reales de recreo en las inmediaciones de la ciudad: la Huerta de la Ribera y el bosque del Abrojo.

La Huerta de la Ribera, también conocida como Huerta del Rey, fue igualmente vendida por el duque de Lerma a Felipe III. Situada en la otra orilla del Pisuerga, se podía acceder a ella desde el Palacio por un pasadizo que iba a un mirador sobre el río, y desde allí, en góndola. Lo más destacable del conjunto eran los jardines, el principal y el del parquecillo. Fue vendida en el S. XIX.

Por su parte El Abrojo fue en principio un Cuarto Real mandado construir por Isabel La Católica en el convento franciscano de Scala Dei del Abrojo y reedificado posteriormente por el Emperador Carlos I.

En la documentación conservada destacan, entre otras, las series relacionadas con abastecimiento de aguas, arrendamientos de fincas, títulos de propiedad, subastas, es decir con la administración de los bienes inmuebles, así como personal y obras en el Palacio Real de Valladolid y documentación de contabilidad.