พระราชวังของสมัยกรุงธนบุรีนี้ เรียกกันในปัจจุบันว่า "พระราชวังเดิม" เป็นพระราชวังของสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช ก่อสร้างขึ้น เมื่อครั้งกรุงธนบุรีเป็นราชธานี
พระราชวังเดิมตั้งอยู่ริมแม่น้ำเจ้าพระยา ปากคลองบางกอกใหญ่ ติดกับป้อมวิชัยประสิทธิ์ หรืออีกนัยหนึ่งเรียกว่า ป้อมวิชาเยนทร์ ตั้งแต่สมัยกรุงศรีอยุธยา พระราชวังนี้ ถูกขนาบด้วยวัด ๒ วัด คือ วัดโมฬีโลกยาราม และวัดอรุณราชวราราม
พระราชวังเดิมนี้ ในสมัยกรุงรัตนโกสินทร์ ได้เป็นที่ประทับของพระราชวงศ์ ที่สำคัญของพระบรมราชจักรีวงศ์หลายพระองค์ เช่น พระบาทสมเด็จพระพุทธเลิศหล้านภาลัย เมื่อครั้งดำรงพระยศเป็น สมเด็จเจ้าฟ้ากรมหลวงอิศรสุนทร พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เมื่อครั้งดำรงพระยศเป็น เจ้าฟ้ามงกุฎ ก่อนทรงผนวช และพระบาทสมเด็จพระปิ่นเกล้าเจ้าอยู่หัว เมื่อครั้งดำรงพระยศเป็น เจ้าฟ้าจุฑามณี เป็นต้น
สิ่งก่อสร้างที่สำคัญในพระราชวัง
๑. ท้องพระโรง
เป็นท้องพระโรงที่สร้างขึ้น เมื่อครั้งเป็นพระราชวังสมัยกรุงธนบุรี สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช ได้ทรงใช้ท้องพระโรงนี้ ประกอบกิจการทั้งปวง ลักษณะของท้องพระโรงเป็นรูปแบบไทยประเพณี หลังคามุงกระเบื้อง ประดับด้วยช่อฟ้า และรวยระกา เป็นท้องพระโรง โถง ลักษณะเดียวกับท้องพระโรง พระที่นั่งอมรินทรวินิจฉัยมไหสูรยพิมาน และพระที่นั่งไพศาลทักษิณ ต่อเนื่องกัน
พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช เมื่อได้เสด็จเถลิงถวัลยราชสมบัติแล้ว ในระยะที่สร้างพระบรมมหาราชวังยังไม่แล้วเสร็จ พระองค์ได้ประทับที่พระราชวังนี้ เป็นเวลาประมาณ ๒ เดือนเศษ และเสด็จออกว่าราชการ ที่ท้องพระโรงหลังนี้ด้วย
๒. เก๋งคู่ริมประตู
ลักษณะเป็นเก๋งจีน ๒ หลังตั้งคู่กัน เก๋งนี้สร้างตั้งแต่สมัยกรุงธนบุรี กล่าวกันว่า หลังในเป็นที่บรรทม ของสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช ส่วนหลังหน้าไม่ปรากฏประวัติการใช้สอย
๓. ศาลสมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช
เป็นศาลที่เจ้าฟ้ากรมพระจักรพรรดิพงศ์ทรงสร้างขึ้น แทนศาลหลังเก่าที่พังทลายลงมา