L'edifici va ser promogut per l'Orfeó Català, fundat el 1891 per Lluís Millet i Amadeu Vives, perquè fos la seva seu.[1] L'auditori seria destinat a concerts de música coral, orquestral i instrumental, així com a interpretacions corals i de cantants. Actualment continua complint totes aquestes funcions, tant a l'àmbit de la música clàssica com el de la música moderna.

El 31 de maig de 1904, l'Orfeó va aprovar en assemblea el projecte i el pressupost corresponent, i l'octubre del mateix any l'arquitecte Lluís Domènech i Montaner va rebre l'èncarrec de mans d'en Joaquim Cabot, l'aleshores president de l'entitat. Domènech i Montaner era aleshores una de les figures de referència de Catalunya, tant pel que fa al seu ofici com a la seva activitat política i cultural. Com a arquitecte, ja havia firmat l'edifici Montaner i Simon, el popularment anomenat Castell dels Tres Dragons, i diverses obres de menys volada. Tanmateix, també havia estat un home clau en la presa de consciència política del catalanisme de finals del segle xix quan va col·laborar en la fundació de la Lliga de Catalunya o, com a president de la primera assemblea de la Unió Catalanista, va signar les Bases de Manresa. A més a més, va presidir els Jocs Florals, l'Ateneu Barcelonès o l'Acadèmia de Bones Lletres.[2]

Abans d'acabar l'any es feu la compra del claustre del convent de Sant Francesc, amb una superfície de 1.350,75 m² i a un preu final de 240.322,60 pessetes, per a construir-hi el nou edifici.[3] L'any següent, concretament el 23 d'abril de 1905, es realitzà la col·locació de la primera pedra de les obres, finançades amb un emprèstit de 600.000 pessetes en obligacions amortitzables, al portador, en dues sèries de 500 i 1.000 pessetes, a l'interès anual del 4%.[4] Hi van contribuir industrials i financers catalans, il·lustrats i amants de la música, estament que seixanta anys abans ja havia finançat el teatre d'òpera i ballet Gran Teatre del Liceu.

Tres anys més tard, el 9 de febrer de 1908, se celebrà la seva inauguració. L'obra va ser guardonada en el Concurs anual d'edificis artístics, promogut per l'Ajuntament de Barcelona, com a millor edifici de l'any, amb aquests arguments:

L'auditori va ser destinat a concerts de música orquestral i instrumental, així com a interpretacions corals i a recitals de cantants. Tanmateix, al Palau han tingut també cabuda actes culturals, polítics, obres de teatre i, naturalment, les més variades actuacions musicals. Ara com ara continua complint totes aquestes funcions, tant a l'àmbit de la música culta com al de la música popular.

L'acústica de l'auditori és destacable, especialment per a la música coral i de cambra; en conjunts simfònics grans, presenta alguns problemes en les zones altes. Els millors intèrprets i batutes del món de l'últim segle (des de Richard Strauss fins Daniel Barenboim, passant per Ígor Stravinski i Arthur Rubinstein i els catalans Pau Casals i Frederic Mompou) han desfilat pel Palau, autèntic santuari de la música de Catalunya i, alhora, sala de concerts de referència en el panorama artístic internacional.

Al llarg de la seva història, el Palau també ha acollit actes no relacionats amb la música. La vida política catalana hi ha trobat una evident manifestació simbòlica que arriba fins avui i passant per les assemblees de Solidaritat Catalana, per la clausura de quatre mesos ordenada per la dictadura de Primo de Rivera entre el 24 de juny i el 13 d'octubre de 1925, i per la dura postguerra, moment en què el seu nom és castellanitzat i pel gentilici.[2] Així, el 2 d'abril de 1940, la Falange organitza un festival amb la intervenció del «Orfeón que dirige el maestro Millet» -segons deia el programa i per evitar escriure el nom real- que va haver de començar amb l'himne feixista Cara al sol, que Millet va dirigir amb els braços immòbils contra el cos.[2]

La vida del Palau va anar tornant a la normalitat encara que amb actes entremig que celebrava la nova Espanya feixista, com ara un concert de militars russos (el programa aclaria que eren de l'antic exèrcit del tsar) i un altre del Cor de les Joventuts Hitlerianes el 1943.

Tanmateix, hi havia més música, i per exemple el 9 de novembre de 1940 s'hi va estrenar el famós Concierto de Aranjuez de Joaquín Rodrigo. El 31 de març de 1944, Eduard Toldrà hi feu el seu primer concert amb l'Orquestra Municipal de Barcelona, l'actual Orquestra Simfònica de Barcelona i Nacional de Catalunya (OBC), que fins a la inauguració de l'Auditori (1999) va ser la principal llogatera del Palau.

El 19 de maig de 1944 hi va debutar la soprano Victòria dels Àngels. L'Orfeó Català no va reaparèixer fins al 1946, dirigit per Lluís Maria Millet, fill del fundador, que va interpretar el Requiem de Mozart.

Els Fets del Palau van succeir el 1960 coincidint amb una visita de Francisco Franco a Catalunya. S'havia aconseguit l'autorització per interpretar El cant de la Senyera al Palau, amb motiu de la celebració del centenari de Joan Maragall. La prohibició governativa en l'últim moment per part de les autoritats va fer que part del públic assistent es posés dret a cantar aquest himne i es llancessin fulls contra el cap de l'Estat Espanyol; per aquest fet va haver-hi detencions, d'entre les quals la del futur president de la Generalitat de Catalunya, Jordi Pujol, i que, malgrat no trobar-se al local, fou sotmès a un consell de guerra.[5] Fins a l'any 1967 no hi va poder ser interpretat El cant de la Senyera legalment.

Amb la realitat sempre present, com per exemple quan la Falange va decidir fer-hi un acte commemoratiu de la seva fundació, als anys seixanta el Palau comença a veure la llum d'una certa normalitat amb diverses iniciatives com la representació d'obres de teatre en català, amb noves entitats organitzadores de concerts, de la música clàssica al jazz, passant per la Nova Cançó.

Comencen a haver-hi tímids intents de llibertat. Així, El Cant de la senyera es va poder tornar a escoltar al Palau en el concert del centenari del naixement de Lluís Millet, el 18 d'abril de 1967. Els grans intèrprets catalans hi comencen a actuar sovint, com ho fa Frederic Mompou el 1969 en el seu 75è aniversari.

En la dècada del 1980, l'Orfeó Català decideix efectuar una gran reforma arquitectònica i també jurídica i, així, es va constituir el 1983 el Consorci del Palau de la Música Catalana, mantenint la propietat l'Orfeó però intervenint l'Ajuntament de Barcelona, la Generalitat de Catalunya i el Ministeri de Cultura d'Espanya. Pel que fa a les obres de l'edifici s'encarregà el projecte a Òscar Tusquets i Guillén. Aquestes obres van durar set anys, portant-se a terme tot el projecte de Tusquets, que va ser reconegut amb el Premi FAD 1989 d'Arquitectura, Reformes i Rehabilitacions. Lluís Domènech i Girbau, arquitecte i net del primer arquitecte del Palau, Domènech i Montaner, va escriure sobre aquestes obres elogiant-les:

El 1990, amb motiu dels actes del centenari de l'Orfeó Català, es va constituir la Fundació Orfeó Català-Palau de la Música Catalana, presidida per Fèlix Millet i Tusell, per tal d'aconseguir recursos privats amb activitats organitzades al Palau.

El cas Millet, també conegut com el cas Palau o el saqueig del Palau de la Música,[7][8] va esclatar el juny de 2009, quan la fiscalia de Barcelona va presentar una querella per apropiació indeguda i falsedat contra Fèlix Millet i Tusell i altres tres directius més del Palau.[9] Els principals imputats d'aquest cas també ho estan pel cas Hotel del Palau, la investigació judicial per la requalificació urbanística irregular d'unes finques properes al Palau per construir-hi un hotel de luxe.[10]