พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๕ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สร้างพระตำหนักขึ้นบริเวณริมคลองสามเสน ถนนราชวิถี แขวงทุ่งพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพมหานคร เพื่อใช้เป็นที่เสด็จทอดพระเนตรการทำนา การปลูกผักและการเลี้ยงสัตว์ พระราชทานนามว่า "พระตำหนักพญาไท" นิยมเรียกว่า "วังพญาไท" ต่อมาในสมัยรัชกาลที่ ๖ ได้รับการสถาปนาขึ้นเป็น "พระราชวังพญาไท" ปัจจุบันพระราชวังพญาไทเป็นส่วนหนึ่งของโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้า

                สิ่งก่อสร้างในพระราชวังพญาไท แบ่งเป็น ๒ ระยะ คือ สิ่งก่อสร้างในสมัยรัชกาลที่ ๕ ซึ่งเหลืออยู่เพียงหนึ่งหลัง คือ พระที่นั่งเทวราชสภารมย์ และสิ่งก่อสร้างในสมัยรัชกาลที่ ๖ ได้แก่ พระที่นั่งไวกูณฐเทพยสถาน พระที่นั่งพิมานจักรี พระที่นั่งศรีสุทธินิวาศ พระที่นั่งอุดมวนาภรณ์ และสวนโรมันด้านหลังพระที่นั่งพิมานจักรี

                รัชกาลที่ ๕ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ทดลองปลูกธัญพืชต่าง ๆ เพื่อพัฒนาการเกษตร และโปรดเกล้าฯ ให้ประกอบพิธีจรดพระนังคัลแรกนาขวัญขึ้นหลายครั้ง ณ พระราชวังแห่งนี้

                เมื่อรัชกาลที่ ๕ เสด็จสวรรคต รัชกาลที่ ๖ ได้ทูลเชิญสมเด็จพระศรีพัชรินทราบรมราชินีนาถมาประทับ จนกระทั่งเสด็จสวรรคตในปี พ.ศ. ๒๔๖๓  หลังจากนั้นพระตำหนักที่ประทับได้รื้อไปปลูกเป็นกุฏิพระที่วัดราชาธิวาส เหลือเพียงพระโรง หรือพระที่นั่งเทวราชสภารมย์

                พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๖ เสด็จมาประทับอยู่ที่พระราชวังพญาไทจนถึงปลายปี พ.ศ. ๒๔๖๘ จึงเสด็จกลับเข้าไปประทับในพระบรมมหาราชวัง

                พระบาทสมเด็จพระปกเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ ๗ ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ปรับปรุงพระราชวังพญาไทเป็นโรงแรมที่พักของชาวต่างประเทศอยู่ประมาณ ๕ ปี ก็เลิกกิจการ ต่อมาโปรดเกล้าฯ ให้พระราชวังพญาไทเป็นที่ตั้งสถานีวิทยุแห่งแรกของประเทศไทย และหลังเปลี่ยนแปลงการปกครองเมื่อ ๒๔ มิถุนายน พ.ศ. ๒๔๗๕  ก็พระราชทานพระราชวังพญาไทแก่กองทัพบกเพื่อสร้างเป็นสถานพยาบาล ได้ชื่อว่าโรงพยาบาลพระมงกุฎเกล้ามาจนปัจจุบัน