Koning Leopold II had op de Wereldtentoonstelling van 1851 het Crystal Palace bezocht en wilde in zijn kasteeltuin ook zo'n vooruitstrevend bouwwerk, dat zijn liefde voor planten zou combineren met multifunctionele ruimtes die als feest-, theater- en eetzaal konden worden gebruikt. Hij deed hiervoor een beroep op de botanicus Jean Linden, maar diens ontwerp was te weinig ambitieus. Vervolgens schakelde hij zijn architect Alphonse Balat in. Zijn plannen overtroffen al wat op dat gebied reeds was gerealiseerd, zelfs het Palm House in de Londense Kew Gardens (1844-1848) en de botanische tuin van Carl Bouché in Berlin-Schöneberg. De realisatie kwam tot stand in nauw overleg tussen Balat en de koning, na veelvuldige gesprekken, briefwisseling en gepresenteerde voorontwerpen.

De inhuldiging vond plaats in 1880, maar ook nadien werd het complex nog uitgebreid. De koning was in die periode bezig met het voorbereiden van zijn Kongo-Vrijstaat, die in 1885 werd gesticht. De kassen waren bedoeld als symbool van 's konings koloniale macht: planten uit Midden-Afrika zouden die macht illustreren. In het bijzonder de Congoserre en de Embarcadèreserre werden in 1886-1888 vanuit die optiek gebouwd. Een derde zone, het Palmenplateau, werd geconstrueerd van 1892 tot 1905. Hiervoor deed Leopold na de dood van Balat een beroep op Henri Maquet en Charles Girault. Het octogonale Palmenpaviljoen was ingericht als slaapkamer en verbonden met het kasteel door een onderaardse gang. Hier ontving Leopold maîtresses.[1]

De Wintertuin bij het paleis te Laken fungeert nog steeds als decor voor de ontvangsten van de koning. Elk jaar in de lente worden de serres gedurende twintig dagen gedeeltelijk voor het publiek opengesteld volgens de wens van Leopold II. Deze traditie wordt door alle vorsten die na hem regeerden voortgezet.