در سال ۱۳۱۰ رضا شاه پهلوی دستور ساخت کاخی را در محوطه ۱۱۰ هکتاری سعدآباد صادر کرد که در سال ۱۳۱۵ ساخت آن به پایان رسید. این بنا به دلیل سفید بودن به کاخ سفید شهرت یافته است. در ساخت کاخ سفید که هم اقامتگاه شاه و همسرش بوده و هم مربوط به امور اداری و تشریفاتی، اساتید بزرگی فعالیت داشته‌اند از جمله در گچ‌بری، سنگ‌کاری و نماکاری. علاوه بر این می‌توان به پرده‌های نقاشی رنگ روغن اشاره کرد که هنر استاد حسین بهزاد است با موضوع داستان‌های شاهنامه.
این کاخ که مساحت آن ۲۱۶۴ مترمربع است، در دو طبقه ساخته شده و دارای ۵۴ واحد مختلف از جمله ۱۰ تالار تشریفاتی است. نمای بیرون کاخ به سبک ایرانی-رومی است. تالارهای تشریفاتی کاخ به سبک کاخ‌های اروپایی به ویژه فرانسه است. از آثاری که در این کاخ نگهداری می‌شود می‌توان به عتیقه‌ها و آثار هنری که از حراجی‌های فرانسه خریداری شده بود، اشاره کرد و همچنین فرش‌های نفیس اثر هنرمندان ایرانی، مجموعه سفالینه‌های ایران (از هزاره چهارم پیش از میلاد تا سده هفتم هجری) و نسخه‌های خطی قرآن مجید، دعای کمیل، شاهنامه و دیوان حافظ (مربوط به سده‌های ۱۲ تا ۱۴ هجری قمری)، نقاشی رنگ روغن ایتالیایی، لوسترهای ساخت فرانسه، ایتالیا و چک اسلواکی و ظروف غذاخوری ساخت کارخانه رزنتال آلمان و جام‌های کریستال ساخت کارخانه باکارای فرانسه.
در فاصله سال‌های ۱۳۴۵ تا ۱۳۴۹ کاخ تعمیر و بازسازی شد، از این رو گلخانه و زیرزمین کاخ به سالن سینما، موزه مجموعه هنری فرح، انبار ظروف، آبدارخانه و رختشویخانه تبدیل شد همچنین دستگاه‌های حرارتی و خنک‌کننده کار گذاشته شد و به آسانسور و پنجره‌هایی با شیشه‌های ضدگلوله مجهز شد.