O primitivo palácio surgiu, no século XIV, junto à Torre de Évora, onde o Fidalgo Martim Afonso de Mello, servidor do Mestre de Avis e descendente da Coroa portuguesa, mandou erguer o Palácio. A construção desse palácio assentou, em parte, sobre as muralhas romano-visigodas do antigo Castelo de Évora, incorporando vestígios de ambos na sua estrutura, visíveis através dos contornos militares fortificados do edifício, bem como da imponente torre da fachada principal, vestígio do castelo. Nas traseiras do Palácio, pode admirar-se a extraordinária torre pentagonal: a famosa Torre das Cinco Quinas.
Além dos jardins exteriores e das inúmeras salas e salões que constituem o edifício, o Palácio dos Duques de Cadaval acolhe uma colecção de esculturas, pinturas e armaria, com peças datadas entre o século XV e o século XVIII.
No Palácio dos Duques de Cadaval residiram temporariamente vários monarcas portugueses, nomeadamente Dom João II, Dom João IV e Dom João V. Também no Palácio esteve prisioneiro Dom Fernando II, 3º Duque de Bragança, acusado de conspiração contra o rei Dom João II e decapitado na Praça do Giraldo, a praça principal da capital alentejana, em 1483.
No início da década de 1990, o palácio passou por uma campanha de restauro promovida por Dona Claudine, esposa do 10º Duque de Cadaval e mãe da actual duquesa. Hoje em dia, o Palácio dos Duques de Cadaval pode-se visitar, assim como a igreja de São João Evangelista. (ver pagina informações).