Roskilde Palæ, der er opført i 1733-36 af Lauritz de Thurah, var Thurahs første egentlige opgave som arkitekt. Byggeriet blev bestilt af Christian VI og måtte maksimalt koste 10.000 rigsdaler. Materialer fra den faldefærdige bispegård skulle i videst muligt omfang benyttes, ligesom det lå fast, at adgangen til domkirken som hidtil skulle være gennem den gamle løngang, Absalonsbuen. På den baggrund udarbejdede Thurah et rationelt bygningsanlæg.
Palæet skulle danne ramme om kongehuset inden de ved forskellige anledninger skulle bevæge sig over i kirken, og derfor valgte Thurah at placere hovedbygningen i forlængelse af den bevarede løngang – således at der fra kongens gemak var direkte adgang til kirken.
Hovedbygningen – corps de logis – blev bygget på bare fire måneder i 1733. Thurah skriver, at grundstenen blev lagt d. 12. maj 1733, da kongen på sin rejse til Norge den dag passerede Roskilde, og da kongen på tilbagevejen atter passerede Roskilde d. 23. september, holdt han taffel i den nye bygning med hele sit følge. Sidefløjene og portfløjen – alle i én etage – kom først til i 1736, men anlægget må have været planlagt i sin helhed allerede i 1733.
Roskilde Palæ blev organiseret således, at den centrale hovedbygning dannede ramme om kongehuset, mens den vestlige fløj var Kavalerhus og den østlige slotsforvalterens bolig. Portbygningen rummede flere funktioner, herunder to vognremiser i den vestlige længe, konditori i den østlige og i tværbygningen (krumhuset) stald med plads til syv heste på hver side af porten.
I hovedbygningens beletage lå de væsentligste rum i bygningens gavle med dronningens gemak i øst og kongens gemak i vest med den direkte forbindelse til kirken.
Ved opførelsen var bygningen hvidkalket med grå kvaderlisener og ”skulpturelle detaljer”. Det fremgår af inventarregnskabet fra 1762 (Rigsarkivet), hvori det nævnes, at bygningen ikke er ændret siden sin opførelse. En farveundersøgelse af hovedbygningens facader fra 1974 bekræfter, at midtrisalitten og den øvrige facades kvaderlisener har været kalket grå, og fortæller ligeledes, at der har været gråmalede vinduesindfatninger. I 1774 fremgår det i regnskabsdokumenterne, at hovedbygningen er gulkalket, dog fortsat med grå kvaderlisener og grå detaljer (bemalede indfatninger). Endelig ved man fra regnskaberne, at vinduesrammer og kvadersten er gulmalede i 1833.
De øvrige bygningers oprindelige farvesætning kendes ikke.