Het nieuwe paleis van stadhouder Willem III is klaar
Voor de aanleg van een nieuw jachtslot koopt stadhouder Willem III in 1684 Het Oude Loo en de omliggende grond. Dit nieuwe paleis (1686) is een ontwerp van Jacobus Roman, de stadsmeestertimmerman van Leiden en het bestaat uit een gebouw met zijvleugels in classicistische stijl. Het interieur is ontworpen door Daniël Marot. De paviljoens die het hoofdgebouw met de zijvleugels verbinden, worden daarna gebouwd.
Het paleis wordt later nog verder uitgebreid met een tuin en een paleispark. De tuinen zijn geïnspireerd op de tuinen van het kasteel van Versailles van Lodewijk XIV.
De koninklijke familie gebruikt Paleis Het Loo tot 1975 als zomerresidentie: de woonverblijven bevinden zich in het hoofdgebouw en de paviljoens, en in de twee zijvleugels bevinden zich de stallen en de verblijven voor het personeel. De laatste bewoners van het paleis zijn prinses Margriet en meester Pieter van Vollenhoven.
Het paleis wordt vanaf 1975 grondig gerestaureerd. De witte pleisterlaag die in de negentiende eeuw is aangebracht, wordt weer verwijderd waardoor de oorspronkelijke rode bakstenen weer zichtbaar zijn. Ook worden enkele aanbouwen uit de negentiende en twintigste eeuw verwijderd, waaronder de grote eetzaal en de bovenste verdieping van het hoofdgebouw. Tijdens deze restauratie wordt ook de inrichting uit de tijd van koning-stadhouder Willem III en zijn echtgenoot Mary weer teruggebracht in het paleis. Paleis Het Loo is sinds 1984 een museum.
Vanwege een ingrijpende verbouwing en restauratie is Paleis Het Loo van 2018 tot april 2022 voor bezoekers gesloten. Bij de restauratie zijn onder andere enkele vertrekken van koningin Wilhelmina en prins Bernhard weer teruggehaald. Het paleis is sinds 15 april 2022 weer geopend voor publiek.