Posto in Piazza San Giovanni, nel cuore storico della città, venne edificato intorno al XV secolo, ma subì numerosi rifacimenti nel corso dei secoli. Il più significativo è quello effettuato da Benedetto Alfieri tra il 1739 e il 1767. Il palazzo prende il nome dal figlio secondogenito di Vittorio Emanuele III il duca di Chiamblese. Superata la facciata in mattoni rossi si entra in un atrio con belle volte a crociera che conduce al monumentale scalone. Il palazzo fu per recoli residenza dei membri della famiglia reale tranne che per il breve periodo napoleonico in cui il palazzo fu sede del governatore il principe Camillo Borghese e di sua moglie Paolina Bonaparte, la quale non amava però la vita nella cittadina piemontese. Dal 1956 al 2000 il palazzo ospitò il Museo del cinema, poi trasferito negli spazi della Mole Antonelliana. Ora è sede della Direzione Regionale per i Beni Culturali e Paesaggistici del Piemonte.
Il Palazzo fa parte del percorso dei visita del Polo Reale.
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