Empieza a tomar su aspecto actual tras la conquista en 713 de Sevilla por los árabes; éstos utilizaron los alcázares como residencia de sus líderes desde el 720. En 884 la fortaleza contribuyó a evitar la invasión vikinga de la ciudad.
En un principio se componía de varios recintos, como la Casa de los Príncipes, viviendas que en el siglo IX iban desde la Plaza del Triunfo hasta el Barrio de Santa Cruz.
Uno de los palacios que rodea dos patios es de la misma época que la Alhambra de Granada. Para llevar a cabo la obra, fueron enviados por el rey nazarí Mohamed V importantes artesanos toledanos, granadinos, así como locales. Se amplió con la vivienda de los emires en el siglo XI, también en el siglo XII se siguió fortificando y añadiéndole estancias como el Alcázar o Palacio de las Bendiciones, un siglo después los almohades sumaron más patios y palacios.
Tras la Reconquista en 1248, fue alojamiento del rey Fernando III, tomándose por costumbre ser hospedaje de los sucesivos monarcas.
Alfonso X el Sabio hizo las primeras reformas creando tres grandes salones góticos. Posteriormente Pedro I el Cruel, en 1364, decidió construir el que se convirtió en el primer palacio de un rey castellano que no estaba protegido tras los muros y defensas de un castillo, y logrando su definitivo aspecto mudéjar que hoy conserva y que aún asombra por su riqueza y hermosura. Se levantó la Capilla Gótica, el apeadero, el Patio de la Montería y los Grutescos de los jardines. El Palacio de Pedro I es considerado el más completo ejemplo de la arquitectura mudéjar en España.
Se conservan todavía restos del antiguo Palacio Islámico como el Patio del Yeso, de época previa a la Reconquista. Las obras iniciadas por Pedro I impulsaron a realizar más transformaciones a posteriores soberanos como los Reyes Católicos; en él Carlos I (V de Alemania) celebró su boda con Isabel de Portugal; en una de sus estancias nació en 1848 la infanta Isabel, nieta de Fernando VII. Alfonso XIII, gran enamorado de la ciudad, también realizó diversas reformas.
En la actualidad, se utiliza sobre todo para realizar interesantes exhibiciones de objetos de época árabe en sus salones, cada verano se puede disfrutar de un concierto nocturno en sus bellos jardines. Aparte se puede disfrutar de su belleza arquitectónica.