El palacio de Gobierno es una de las obras arquitectónicas más sobresalientes del siglo XIX; su construcción duro 10 años, 10 meses y 10m días, iniciándose el 21 de Julio de 1881, bajo el mandato del gobernador Luis Terrazas, hasta su inauguración, el 1° de Junio de 1892, por el entonces gobernador lauro Carillo. La obra fue diseñada por el ingeniero José Ignacio Irigoyen y la construcción estuvo a cargo del ingeniero Esperón, con un costo total de construcción de $388,130.19 pesos.
El Palacio se edificó en los terrenos de lo que antes había sido el Colegio Jesuita, su construcción en cantera ocre bellamente labrada, reúne diversos estilos magistralmente combinados. En su interior alberga enormes arcos y un gran patio central, al frente se encuentra una escalinata de mármol en cuyo descanso luce un significativo vitral con detalles alusivos a la justicia y la ley. El diseño original del palacio de contemplaba únicamente dos pisos, sin embargo, en 1941 un gran incendio destruyó el antiguo archivo de la Comandancia General de las Provincias Internas y gran parte del edificio. Para su reconstrucción se estableció un impuesto adicional y se agregó un tercer piso que no rompe con la armonía del diseño original.
En 1960, por iniciativa del gobernador Teófilo Borunda, el maestro Aarón Piña Mora realizó un mural en el sitio en que, siendo el antiguo Colegio Jesuita y prisión de Don Miguel Hidalgo y Costilla, éste había sido fusilado. El resultado fue excelente y se decidió continuar con la obra, quedando así plasmada, en los corredores del primer piso, la historia de Chihuahua, abarcando desde la primera expedición española, dirigida por Alvar Núñez Cabeza de Baca, alrededor del año 1530, hasta la Revolución Mexicana, en 1910. Posteriormente, en el segundo piso se realizaron murales dedicados a las principales actividades económicas del estado: la ganadería y la minería. En la planta baja del Palacio de Gobierno se encuentra el MUSEO HIDALGO, como homenaje al Padre de la Patria, en donde a través de dioramas y otros medios audiovisuales se brindan al visitante imágenes de los principales hechos históricos donde participara Don Miguel. Destaca el modelo a escala de la fachada de la iglesia de Dolores, donde se dio el Grito de Independencia, recreando en forma virtual el histórico suceso. Junto a este museo existe una GALERIA DE ARMAS que tiene como fin ilustrar la guerra por nuestra independencia. Se exhibe un importante lote de armas de la época, así como artículos bélicos alegóricos a la gesta heroica.
En la actualidad, este histórico palacio todavía es la sede de los poderes estatales, ahí se encuentra el despacho del gobernador y la galería de gobernadores; en memoria a Don Miguel Hidalgo y Costilla, en el sitio donde fue su fusilamiento se erigió el altar a la patria y en el Salón Rojo, suspendida en la parte superior del balcón principal, se encuentra una réplica de la campaña de Dolores.
En el acceso principal se encuentra un módulo de información turística, en donde es posible encontrar todo lo referente al turismo en el estado.