Budowę pałacu poprzedziły prace przygotowawcze. Podczas prac przygotowawczych zburzono wiele dziesiątek ocalałych przedwojennych kamienic. W pobliżu dworca kolejowego Warszawa Śródmieście ustawiono platformę widokową, z której można było obserwować budowę.
Budowa gmachu trwała od 1 maja 1952 do 21 lipca 1955. Pracowało przy niej od 3500 do 5000 robotników ze Związku Radzieckiego i około 4000 robotników polskichHistoria Pałacu Kultury i Nauki.. Z powodu trudnych warunków mieszkaniowych w odbudowującej się z wojennych zniszczeń Warszawie, przybysze zamieszkali na wybudowanym specjalnie dla nich osiedlu na warszawskich Jelonkach. Składało się ono z drewnianych domków. Na terenie osiedla znajdowały się również: kino, stołówka, świetlica i basenJerzy S. Majewski, Koło i Młynów, Gazeta Wyborcza, Spacerownik 2007..
Podczas prac zginęło 16 osób; zostały pochowane na Woli na cmentarzu prawosławnym w kwaterze D.