Первое известие о нынешнем Царицыне встречается в писцовой книге 1589 г., когда это была пустошь Черногрязская, входившая в состав владений дворцового села Коломенского. Место, где теперь находится Царицыно, в 1712 г. было отдано Петром I бывшему молдавскому князю Д. К. Кантемиру. Издревле его населяли славянские племена Вятичей – об этом свидетельствуют курганы XI—XIII веков. Эти земли принадлежали селу Коломенское, были великокняжескими и царскими.
Парк был заложен в начале XVIII в. Тогда же была сооружена церковь Троицы; перестроена в 1765 году, трапезная и колокольня — в 1883 году. В 1775 году село купила императрица Екатерина II для постройки своей новой резиденции, тогда же оно и было названо «Царицыно». Под руководством архитектора В. И. Баженова в 1776 году началось строительство дворцового комплекса, который должен был стать памятником победы России над Турцией в 1774 году.
Усадьба расположена на пересечённом оврагами участке, круто обрывающемся к прудам, что обусловило свободную планировку дворцового парка и живописный характер архитектурного ансамбля, усиленный ярким сочетанием краснокирпичной кладки стен и белокаменных деталей. Центр композиции, развёрнутой к прудам, образовали два дворца, соединённые между собой галереей с ажурной аркой ворот, и Большой кавалерский корпус; позади них расположен Хлебный дом. Однако законченные к 1785 г. сооружения не понравились императрице и в 1786 г. были по её приказу частично разобраны. Позднее дворцовый комплекс достраивался архитектором М. Ф. Казаковым до 1797 года, им был возведен Большой Дворец и разбит парк. После смерти Екатерины II строительство было прервано, царская резиденция так и не была достроена до конца.
В первые годы Советской власти Царицыно с ближайшими деревнями вошли в посёлок Ленино.
Созданный в марте 1918 года революционный орган местной власти — Совет рабочих, крестьянских и солдатских депутатов — расположился в Первом кавалерском корпусе. В 1932 году это здание было перестроено и стало 3-этажным; в нём разместился исполком Ленинского района Московской области.
В 1926 году дворцово-парковый ансамбль был передан в ведение Главнауки, а оттуда — в Московский отдел народного образования, в его музейный подотдел. 21 июля 1927 года в здании Третьего кавалерского корпуса открылся музей Царицына; через год музей обрёл статус историко-краеведческого. Первым директором и создателем музея был В. В. Казанцев. Основой экспозиции музея стали ценнейшие коллекции баженовских чертежей и документы по истории и строительству дворцового комплекса; демонстрировались также предметы из раскопок царицынских курганов. Музей пользовался известностью; в летние месяцы его посещало более 15 000 человек. Однако в таком виде музей просуществовал недолго: в 1930 году в связи с кампанией по коллективизации основу экспозиции составили муляжи сельхозпродукции и диаграммы развития Ленинского района; сам музей стал называться «Ленинским краеведческим музеем садово-огородного района». Наконец, в 1937 году музей был закрыт, а в здании устроен сельский клуб с кинотеатром.
К 1927 году относятся и первые ремонтно-реставрационные работы в Царицыне: группа реставраторов во главе с архитектором Н. А. Пустархановым в течение двух лет провела реставрацию Фигурных ворот, павильонов «Миловида» и «Нерастанкино», беседки «Золотой сноп» («Храм Цереры»); проводилась также консервация и укрепление некоторых руинированных дворцовых построек. В то же время проводилась очистка прудов и благоустройство парка.
Новую жизнь получил Хлебный дом: в начале 1920-х годов здесь стихийно возникли коммуналки, которые просуществовали вплоть до 1970-х годов. В 1939 году был закрыт храм на территории дворцово-паркового ансамбля; в здании была оборудована трансформаторная подстанция.
В 1936 году по заданию Моссовета архитекторы М. О. Барщ и Г. А. Зундблат разработали проект приспособления царицынского ансамбля под дом отдыха. Реализации этих планов помешала Великая Отечественная война.
В конце 1950-х годов вновь потребовалась реставрация павильонам «Миловида» и «Нерастанкино», беседке «Золотой сноп» и ряду парковых мостиков.
Работы осуществлялись в 1958—1961 годы по проекту реставратора М. В. Дьяконова; тогда же под руководством архитектора В. И. Долганова и инженера-лесовода Е. С. Панфёровой были проведены лесоустроительные работы в левобережном парке.