ในสมเด็จพระรายณ์มหาราช (พ.ศ.2199-2231) ได้มีการทำนุบำรุงเมืองลพบุรีครั้งยิ่งใหญ่ เนื่องจาการคุกคามของชาวฮอลันดา ทำให้สมเด็จพระนารายณ์ทรงเห็นว่ากรุงศรีอยุธยานั้นจะไม่ปลอดภัยหากเกิดสงคราม จึงได้สร้างเมืองลพบุรีเป็นราชธานีแห่งที่ 2 ขึ้น โดยได้รับความช่วยเหลือจากชาวฝรั่งเศสและอิตาเลียนในการสร้างพระราชวังและป้อมปราการเป็นแนวป้องกันอย่างแข็งแรง ซึ่งพระองค์ได้ประทับอยู่ที่ลพบุรีเป็นส่วนใหญ่
เมื่อสิ้นรัชกาลสมเด็จพระนารายณ์มหาราชแล้ว สมเด็จพระเพทราชาได้ทรงย้ายหน่วยราชการทั้งหมดกลับกรุงศรีอยุธยาจนกระทั่งถึงรัชกาลที่ 4 แห่งกรุงรัตนโกสินทร์ ในพุทธศักราช 2506 โปรดฯ ให้บูรณะเมืองลพบุรี และสร้างพระที่นั่งพิมานมงกุฎขึ้นในพระราชวังเพื่อใช้เป็นที่ประทับ ทรงพระราชทานนามว่า
“พระนารายณ์ราชนิเวศน์”
สิ่งก่อสร้างในสมัยสมเด็จพระนารายณ์มหาราช ได้แก่ พระที่นั่งดุสิตสวรรค์ธัญญมหาปราสาท , พระที่นั่งจันทรพิศาล , ตึกพระเจ้าเหา , โรงช้างหลวง , สิบสองท้องพระคลัง , อ่างเก็บน้ำประปา , พระที่นั่งสุธาสวรรค์ เป็นต้น
สิ่งก่อสร้างในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ได้แก่ หมู่พพระที่นั่งพิมานมงกุฎ , ทิมดาบ (ที่พักของทหารรักษาการณ์พระราชวัง) , พระที่นั่งจันทรพิศาล
