مجموعه باغ و عمارت چهلستون (با مساحت 67 هزار متر مربع) به عنوان یکی از شاهکارهای معماری صفوی در زمان شاه عباس اول احداث شد. در آن زمان هسته اولیه کاخ و غرفه های چهار گوشه آن بنا شد. در زمان شاه عباس دوم در ساختمان موجود تغییرات اساسی صورت گرفت و بخش هایی شامل تالار آینه، تالار بیست ستون، اتاقهای بزرگ شمالی و جنوبی تالار آینه، و ایوانهای طرفین تالار شاهی اضافه شدند. احداث این بنا بخشی از طرح بزرگتری بود که شاه عباس اول برای تبدیل اصفهان به یک بهشت زمینی در نظر داشت. با دستور او در حاشیه خیابان چهارباغ، باغ های خرگاه، بلبل، هشت بهشت، فتح آباد، کاج، نسترن، خلعت، انگورستان و… ساخته شدند که در کمال تاسف امروزه از بیشتر آنها جز نامی باقی نمانده است. چهلستون نیز دوبار در معرض تخریب جدی قرار گرفت. اولین تخریب در جریان آتش سوزی بود که در زمان شاه سلطان حسین صفوی رخ داد. گفته می شود شاه سلطان حسین به قضا و قدر اعتقاد زیادی داشته است و زمانی که خبر آتش سوزی کاخ به او می رسد آن را به قضا و قدر نسبت می دهد. هر چند بعد از خاموش شدن آتش دستور مرمت بنا را صادر می کند. مورد دوم دستور تخریب کاخ توسط ضل السلطان، پسر ناصرالدین شاه قاجار است که در دوران حکومت 30 ساله خود در اصفهان، حدود 50 بنای تاریخی و باغ ایرانی باقیمانده از دوران صفوی از جمله کاخ های هفت دست، نمکدان، سعادت آباد و… را تخریب کرد. البته با تلاش حاج محمد ابراهیم خان (ملک التجار)، کاخ چهلستون از تخریب کامل نجات یافت اما در مجموع در زمان قاجار، آینه کاری های نفیس، تابلوهای گرانقیمت، درهای خاتم و بسیاری دیگر از اشیای زینتی آن تخریب شد یا به یغما رفت و روی نقاشی های دوران صفوی با گچ گرفته شد. در دوران پهلوی یک موسسه باستان شناسی ایتالیایی بر اساس عکسهای موجود به مرمت بنا پرداخت و خیلی از نقش و نگارها و آینه کاری های کاخ مجددا احیا گشت.