Le palais est situé dans la partie est du parc de Pena qu'il faut traverser pour atteindre la rampe raide construite par le baron von Eschwege et qui permet l'accès au bâtiment ressemblant à un château. Le palais lui-même se compose de 2 ailes : l'ancien monastère manuélin de l'Ordre de Saint-Jérôme et l'aile construite au XIXe siècle par le roi Ferdinand II. Ces ailes sont entourées par une troisième structure architecturale qui est une version fantastique d'un château imaginaire dont vous pouvez contourner les parois, et qui comprend des créneaux, tours de garde, un tunnel d'entrée et même un pont-levis. En 1838, le roi Ferdinand II a acquis l'ancien monastère de l'Ordre de Saint-Jérôme de Notre-Dame de Pena, qui a été construit par le roi Manuel I en 1511 au sommet de la colline surplombant Sintra, et resté inoccupé depuis 1834 lorsque les ordres religieux ont été supprimés au Portugal. Le monastère se composait du cloître et ses dépendances, de la chapelle, de la sacristie et du clocher, qui forment aujourd'hui la partie nord du palais de Pena, aussi surnommé le vieux palais. Le roi Ferdinand a commencé par faire des réparations à l'ancien monastère, qui, selon des sources historiques de l'époque, était en très mauvais état. Il a rénové l'étage supérieur, remplaçant les 14 cellules utilisées par les moines par des chambres plus grandes, et les a recouvertes de plafonds voûtés qui peuvent encore être vus aujourd'hui. Vers 1843, le roi a décidé d'agrandir le palais en construisant une nouvelle aile (le nouveau palais) avec de plus grandes pièces (le Grand Hall est un exemple de ce résultat), se terminant par une tour circulaire à côté des nouvelles cuisines. Les travaux de construction ont été dirigés par le baron von Eschwege. Les travaux de réparation de 1994 ont restauré les couleurs d'origine de l'extérieur du palais : rose pour l'ancien monastère, et ocre pour le nouveau palais.En transformant un ancien monastère en palais de résidence, le roi Ferdinand a montré qu'il était fortement influencé par le romantisme allemand, et qu'il a probablement trouvé son inspiration dans les Stolzenfels et les châteaux de Rheinstein situés sur les rives de du Rhin, ainsi que le palais de Babelsberg à Potsdam. Ces travaux de construction du palais de Pena ont pris fin dans les années 1860, bien que d'autres travaux ont également été entrepris plus tard pour la décoration des intérieurs. Le roi Ferdinand a également ordonné que le parc de Pena soit planté autour du palais dans le style des jardins romantiques de cette époque, avec des chemins sinueux, des pavillons et des bancs de pierre placés à différents points le long de ses sentiers, ainsi que des arbres et autres plantes provenant des quatre coins du monde. Le roi a ainsi profité du climat doux et humide des collines de Sintra pour créer un parc entièrement nouveau et exotique avec plus de 500 espèces d'arbres différents. Le palais de Pena a été classé comme monument national en 1910 et fait partie du paysage culturel de Sintra, classé par l'UNESCO comme patrimoine mondial depuis 1995.