Гісторыя палаца звязана з сям’ёй пісьменніка, паэта, гісторыка, дзяржаўнага дзеяча ВКЛ, князя Свяшчэннай Рымскай імперыі Ульрыка Крыштафа Радзівіла, ураджэнца Дзятлава. Менавіта яго бацька Мікалай Фаўстыны Радзівіл за ўласныя сродкі пачаў будаўніцтва палаца ў Дзятлаве, якое было скончана ў 1751 годзе.

Першапачаткова палац уяўляў сабой значны комплекс, у які ўваходзілі таксама малыя архітэктурныя формы (павільёны, масткі, скульптуры), размешчаныя ў пейзажным парку ля ракі Дзятлаўка.

Палац Радзівілаў – рэдкі помнік архітэктуры стыляў барока і ракако. Першапачаткова будынак вянчаў высокі дах з двума бакавымі трох’яруснымі вежамі. Франтон галоўнага фасада ўпрыгожвалі дэкаратыўныя элементы: ляпны гербавы картуш Радзівілаў, барэльефныя медальёны, кветкавыя гірлянды, драпіроўкі, карнізы.   Планіроўка палаца была традыцыйнай – анфіладная: да параднага зала вяла лесвіца з двух маршаў, а ўнізе жылой часткі размяшчаліся падвалы і кацельня, якая ацяпляла палац унутрысценнымі дымаходамі.         Былі таксама ўзведзены гаспадарчыя пабудовы, разбіт парк у англійскім стылі. А ля падножжа палацавага ансамбля размяшчаўся маляўнічы каскад сажалак, які ўзнік у выніку перакрыцця плацінамі ракі Дзятлаўка.

Пасля ўдзелу апошняга ўладара Дзятлава Адама Солтана ў паўстанні 1831 года палац перайшоў у дзяржаўную ўласнасць: яго аддалі пад патрэбы шпіталя, а з цягам часу прыстасавалі пад кавалерыйскія казармы.

У пачатку ХХ стагоддзя тут размяшчалася пачатковая школа, а ў 1930-я гады – сіроцкі дом для дзяўчынак. З 1938 года да нядаўняга часу ў будынку знаходзілася стаматалагічная паліклініка.
З гадамі аблічча палаца моцна спрасцілася: сёння ён мае плоскі дах, знішчаныя вежы, няпоўная ляпніна, змененая планіроўка.