Bien que, dès le XVIIIe siècle, les vins produits sur le domaine aujourd'hui occupé par Château Palmer, troisième Grand Cru Classé dans le Classement des Vins de Bordeaux de 1855, étaient déjà connus, la propriété a été fondée sous le nom qu'elle porte encore aujourd'hui en 1814, année où elle fut acquise par le lieutenant-colonel britannique Charles Palmer.
Le château, dessiné par le célèbre architecte Charles Burguet, ne fut cependant construit qu'en 1856, à l'initiative des frères Pereire, les propriétaires suivants du domaine. En 1938, Château Palmer change à nouveau de mains. Quatre familles bordelaises - les Ginestet, les Miailhe, les Mähler-Besse et les Sichel - s'associèrent pour l'acquérir. Cette association fut dissoute en 1950 et, aujourd'hui, la propriété, intégrée à l'A.O.C. Margaux, appartient en partie à la famille Bouteiller-Mähler. Cependant, depuis 2004, sa gestion est assurée par Thomas Duroux, ancien œnologue du domaine toscan Tenuta Dell'Ornellaia.
Situé dans la commune de Cantenac, dans le Haut-Médoc, au nord de Bordeaux, le vignoble de Château Palmer s'étend sur 55 hectares, principalement répartis sur un plateau de graves fines en bordure de l'estuaire de la Gironde. Les cépages plantés sont le cabernet sauvignon (47 %), le merlot (47 %) et le petit verdot (6 %), avec des vignes d'un âge moyen de 38 ans. Avec ces cépages, le domaine élabore son grand vin ainsi qu'un second vin rouge, appelé Alter Ego. À ces deux vins s'ajoute, depuis 2010, le Château Palmer Blanc, un vin blanc de merlot blanc, sauvignon gris et muscadelle, créé pour rappeler et rendre hommage au vin blanc que la propriété produisait dans les années 1920. Toutes ces créations partagent un même style marqué par l'élégance et la finesse.