Палац творчості дітей та юнацтва розташований в історичній будівлі,
архітектурній пам’ятці кінця XIX століття. Будівля побудована в стилі модерн невідомим архітектором як жіноча гімназія.
З 1904 року гімназія функціонувала як класична.
На початку XX століття в жіночій гімназії викладав фізику, математику та креслення майбутній російський письменник С.М. Сергєєв – Ценський, автор відомої книги «Севастопольська страда».
Після Великої Жовтневої Соціалістичної революції в будівлі працювала перша міська українська школа, яку в 1936 році закінчив майбутній поет – антифашист Микола Степанович Шуть.
В роки Великої Вітчизняної війни в будівлі розташувався військовий шпиталь.
З 1979 року в будівлі мешкали: вечірня школа №1, бухгалтерія міського відділу освіти, ДТСАФ, другий поверх лівого крила займав Будинок піонерів.
У 1985 році споруда повністю віддана Будинку піонерів.
У 1986 році під час ремонту будівлі сталася пожежа
У 1987 році будинок занесено в план реконструкції історичних та архітектурних пам’яток міста.
У 1989 – 1991 роки відбулась реставрація будівлі.
З моменту будівництва зовнішній вигляд будівлі не змінювався, підтримується архітектурний історичний стиль.
У 1989 році Будинок піонерів рішенням виконавчого комітету Павлоградської міської ради було переіменовано на Палац творчості дітей та юнацтва.