Su origen se remonta a época romana y constituía la fortaleza o «Praesidium» del recinto amurallado romano u «oppidum». En la base de sus cuatro torres presenta grandes sillares de labra almohadillada vestigios de la obra romana.
Posteriormente fue reutilizado por los visigodos en época de Suintila (621). San Isidoro de Sevilla en su obra Historia de los Reyes Godos nos habla de la construcción de la ciudad goda de Oligitum (Ologicus civitatem Gothorum). Más que nueva construcción los godos reutilizarían la fortaleza romana.
Una vez constituida la monarquía navarra pasó a formar parte del patrimonio real. Los monarcas navarros lo frecuentaron desde Sancho VII el Fuerte (siglo XIII). Los reyes de la Casa de Champaña Teobaldo I y Teobaldo II, en sus visitas ocasionales, y más tarde los reyes de la Casa de Francia y de Evreux (siglo XIV), en especial Carlos II, se encargaron de mejorarlo haciéndolo más cómodo y habitable. Hoy se conoce como Palacio Viejo o Palacio de los Teobaldos.
El viejo «praesidium» romano constituyó el núcleo del Palacio hasta la ampliación de Carlos III. Rodeando el patio interior se encontraban las dependencias de servicios: caballerizas, «algorios» o almacenes de granos, «goardamanger» o despensa, cocina, etc. En el ángulo nororiental se encuentra la Torre de la Prisión, antigua sala de armas de la guardia del palacio, y en el suroriental la Torre de San Jorge, pequeña capilla construida por Sancho el Fuerte. La primera planta acogía las estancias reales. En la fachada principal se levanta la torre de las Cigüeñas, antigua atalaya, que nos recuerda a un minarete árabe.
En 1414 se realizaron reformas y se construyeron los dos ventanales que dan a la plaza por artistas franceses ayudantes de Jehan Lome, donde se repiten escudos con las armas de Navarra y Evreux: cadenas y lises con banda terciada, repetidas alternativamente. Los ventanales daban a la gran sala de las Cortes.
Durante el reinado de Felipe II, 1584, se construyó la puerta que hoy da acceso al Parador. Tiene portada manierista de piedra con dintel coronado por un blasón muy deteriorado. En el dintel se lee la siguiente leyenda: «REINANDO EN LAS ESPAÑAS Y NUEVO M(UNDO E)L CATHOLICO REX DON PHELIPPE NUESTRO SEÑOR, EL EXCMO. SR MARQUES DE ALMA(ZAN) DE SU CONSEIO DE ESTADO, SU BISSO REY Y CAPPITAN GENERAL, MANDO (REED)IFICAR Y CON NUEVAS OBRAS REPARAR ESTA CASA REAL, MDLXXXIIII».
Durante la Edad Moderna decae el uso del Palacio y se produce un deterioro continuo hasta su destrucción en la Guerra de la Independencia. Del Palacio Viejo se conservaron en buen estado las dos torres orientales y del resto solamente los muros exteriores.
Desde 1966 forma parte de la red de Paradores de Turismo.
Carta por la que el Rey Teobaldo I hace valer el derecho a batir moneda como Rey de Navarra