Tras contraer matrimonio el Emperador Carlos I de España y V y la emperatriz Isabel de Portugal, llegaron a Granada, en la primavera de 1526 procedentes de Sevilla.
La pareja residió varios meses en la Alhambra, quedando profundamente impresionado por los Palacios Nazaríes, decidió edificar en el corazón de la Alhambra, al lado de la casa real vieja que sus abuelos Isabel y Fernando habían habitado tras la conquista en 1492, un palacio acorde con su rango con la intención de establecer en Granada su residencia y la capital de su imperio.
El edificio se levantó en el centro de la Alhambra musulmana, en un extremo del Patio de los Arrayanes y para su construcción fue preciso derribar un pabellón sur del Palacio de Comares, decisión objeto de críticas y polémicas, aunque en el contexto de la época hay que entenderlo como la garantía de supervivencia del resto de la Alhambra. Machuca pretendía que tuviera la función de pórtico noble para los Palacios Nazaríes y dibujó un patio circular dentro de una soberbia planta cuadrada.
Machuca supervisó en persona las obras hasta 1550, año de su muerte, dejando acabadas las fachadas y le sucedió su hijo Luis, luego estuvieron paradas las obras por la falta de financiación o por desinterés de la realeza española y definitivamente se suspendieron las obras en 1637 y quedó sin cubrir las aguas toda la estructura.
El palacio está conformado por planta cuadrada de 63 metros de lado con un patio circular inscrito en su interior. El edificio consta de dos plantas y sus fachadas destacan los bloques de piedra picada de Sierra Elvira, de almohadillado rústico en los que se insertan grandes anillas de bronce decoradas y sujetas por las bocas y los picos de animales y aves. También destacan los bajorrelieves que hacen referencia a las batallas ganadas por el emperador.
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