В 1860 году Ливадию, в которую, помимо собственно имения, входила обслуживающая его деревня в 30 дворов со 140 жителями, купила царская семья Романовых, расширявшая свои земли от Ореанды. За несколько лет придворный архитектор И. Монигетти возвел здесь Большой и Малый дворцы, оранжереи, бассейн, хозяйственные постройки.
В 1860-х годах Монигетти построил в имении Крестовоздвиженскую церковь в византийском стиле, в которой позднее молился Александр II, отпевали Александра III, а император Николай II давал присягу на верность российскому престолу.
К началу XX века старый дворец пришел в ветхость. В 1910 году на его месте архитектор Н. Краснов и две тысячи рабочих в течение семнадцати месяцев возвели Большой Ливадийский дворец. Работы велись круглосуточно, ночью – при свете факелов. Под фундамент на сваи положили железобетонную подушку, каменные стены от выветривания покрыли защитным слоем. Рядом были выстроены свитский дом и особняк министра двора. Одновременно прокладывались дороги, коммуникации, дренажи, водосборники. Вместе с парком дворец обошелся казне в четыре миллиона рублей.
Дворец был возведен на террасе – на высоте 120 метров над уровнем моря. Н. Краснов расположил его так, что он всегда был наполнен солнцем, при этом удачно вписав его в окружающий ландшафт.
Стиль итальянского Возрождения, в котором был построен дворец, архитектор дополнил арабскими, византийскими, готическими и другими архитектурными мотивами.
Главный вход в виде портика с коринфскими колоннами, арабские фонтаны, византийская звонница, флорентийский портик, мраморные римские диваны, готические химеры с пастью льва, туловищем козы и хвостом змеи, отгоняющие злых духов, арочные окна и изящная резьба сделали Ливадийский дворец легким и воздушным.
В итальянском дворике во время Ялтинской конференции 1945 года была сделана знаменитая фотография «Большой тройки» – И. Сталина, Ф. Рузвельта и У. Черчилля.
Н. Краснов писал о дворце: «Он проектирован и выполнен со всеми орнаментами в стиле итальянского ренессанса из штучного инкерманского камня, имеет 116 отдельных помещений, один большой внутренний двор и три малых световых двора».
На первом этаже были расположены официальные и парадные помещения, вестибюль, кабинет Николая II, Белый зал-столовая, Английская бильярдная и Диванная.
На втором этаже устроили шикарные личные апартаменты членов императорской фамилии, для отделки которых архитектор использовал деревянные мореные панели, кованый металл, натуральный камень, толстое стекло, майолику и изразцы.
Ливадийское имение стало вершиной творчества архитектора Н. Краснова, за тридцать лет работы на Южном берегу Крыма построившего шестьдесят дворцово-парковых ансамблей, вилл, дач и особняков и получившего за эту работу звание академика Петербургской академии наук и чин действительного статского советника.
После национализации в Ливадии в 1925 году был открыт первый в Советском Союзе крестьянский санаторий на триста мест, а в 1931 году стал работать климатический лечебный комбинат.
Во время Великой Отечественной войны гитлеровцы разрушили в Ливадии несколько зданий и вывезли из дворца много произведений искусства, но сам дворец, к счастью, не пострадал.
В начале 1945 года лидеры стран антигитлеровской коалиции решили провести встречу, на которой должны были определиться судьбы послевоенного мира. Сталин категорически не хотел покидать Советский Союз, а Рузвельта в этом случае устраивал только Крым с его мягкой зимой. После долгих переговоров американцы и англичане согласились на Ливадию, которая в рекордные сроки была полностью восстановлена.
4-11 февраля 1945 года в Белом зале Большого Ливадийского дворца прошла Ялтинская конференция, на которой был определен политический облик мира во второй половине XX века и создана Организация Объединенных Наций. Советская делегация расположилась в кореизском Юсуповском дворце, английская – в алупкинском Воронцовском, американская остановилась в Ливадийском.
Ливадия так понравилась Рузвельту, что он в шутку попросил Сталина продать ее ему. 4 февраля президент США Ф. Рузвельт дал во дворце обед председателю Совета министров СССР И. Сталину и премьер-министру Великобритании У. Черчиллю. Блюда, которые приготовили филиппинские повара из русских продуктов – икры, осетрины, мраморной говядины, – и уникальный торт произвели сильное впечатление на гостей, особенно после того, как Сталин попросил подать на стол пять уникальных сортов старого крымского вина.
Ливадийский ландшафтно-регулярный парк был заложен в 1830-х годах знаменитыми дендрологами Кебахом и Дилингером в естественном лесу на склоне горы Могаби. В парке, в который сразу же был проведен водовод, собирались редкие и экзотические деревья, кустарники и растения из Никитского ботанического сада и со всего мира, в нем были сделаны фонтаны, установлены мраморные статуи, скамьи, вазы, столики, особые стены, увитые вьющимися розами и глициниями.