По своему архитектурному стилю ханский дворец более всего близок арабскому стилю. Очевидно, татарская архитектура использовала готовый уже план, только в некоторых частях применяя нечто оригинальное. Такими были, например, большие открытые сени, находящиеся слева от входа. В них вдоль стен с трех сторон, для удобства прислуги, были расставлены низенькие широкие лавки. Правда, барон де Тотт, французский (по другой версии — немецкий) посол при дворе крымского хана, в 1769 году утверждал, что первоначально дворец был построен в китайском духе, а уж потом возобновлен в турецком. В 1787 году французский посол граф Сегюр писал, что ханский дворец в Бахчисарае в миниатюре повторяет старый стамбульский сераль.
Но наступило время, и былое диво восточной роскоши стало представлять лишь жалкие остатки своего прежнего величия, вокруг которых выросла пышная южная зелень. После взятия Крымской столицы войсками Миниха и пожара 1736 года ханский дворец достался русским уже в виде руин. У нас вообще могло бы не быть никаких сведений о том, как выглядел дворец до пожара, если бы не сохранилось описание его капитаном Манштейном, участником военного похода Миниха.
Когда войска Миниха взяли Бахчисарай, в самом городе и в «ханских палатах подложили огонь, отчего четверть города и ханские палаты, кроме кладбища и бань, сгорели». По описанию капитана Манштейна, «во двор ханского дворца ведет каменный мост, перекинутый через небольшую реку Сурук-Су», что по-русски означает «Гнилая вода». «Берега этого ручья, который омывает дворец, были выложены камнем. Дворцовый двор представляет довольно обширный квадрат, окруженный со всех сторон другими строениями. В правой стороне двора (если вступать в него через главные ворота) находился старый дворец шаха, вход в который вели большие сени. Отсюда был вход в большой зал с белым мраморным бассейном посередине. Из этого зала широкая лестница вела в большой зал верхнего этажа, мраморный пол которого покрывали циновки. Стены зала, вместо ковров, выложены разноцветным фарфором, а освещался зал окнами, расположенными в два ряда.
В верхнем ряду стекла были разноцветными, зеркальными, ввиде больших четырехугольников. Нижние же окна были большей величины и снабжены ставнями, из которых внутренние были легкие, решетчатые, красиво выточенные из букового дерева, пропускавшие прохладу в зал».
После пожара в Бахчисарае началось восстановление ханского дворца, и из Константинополя прислали мастеров и строительные материалы. Когда Крым стал частью обширной российской империи, граф Г.А. Потемкин, стараясь поразить Екатерину II достоинствами нового края, решил подправить и подкрасить дворец ханов. В результате дворец потерял свой первоначальный облик, и его восточный колорит был сильно искажен.
Целым рядом последующих ремонтов (часто бестолковых) истинный вид бахчисарайского дворца крымских ханов еще больше искажался, и он уже слабо напоминал свое былое великолепие. Стенные росписи были испорчены, старые орнаменты и старые краски заменены новыми, некоторые части здания и вовсе были уничтожены. Например, большие открытые сени закрыли стеклянной перегородкой, которая исказила азиатский тип помещения.
В 1818 году начался очередной ремонт ханского дворца в Бахчисарае, но два года прошло в пререканиях о том, кто должен составлять план и смету: Новороссийский генерал-губернатор, Таврический губернатор или Строительная комиссия. В это время дворец был в большом запустении, в котором его и застал А.С. Пушкин. Вписьме к А. Дельвигу поэт так писал о своем посещении Бахчисарайского дворца: «Я обошел дворец с большой досадою на небрежение, в котором он истлевает, и на полуевропейские переделки некоторых комнат».
В 1820 году дело о реставрации ханского дворца было передано архитектору Колодину, и через два года он уже доносил об «успешной» разборке Старого ханского дворца, Персидского дворца и Гарема На их месте возводились новые постройки и фонтаны, но слухи об этой невежественной перестройке дошли до М.С. Воронцова, и он в 1823 году прислал в Бахчисарай адъютанта и архитектора. Те сообщили ему, «что воля Государя Императора, дабы дворец был выстроен в арабском вкусе, не исполнена, ибо многие части оного совершенно по европейской архитектуре сооружаются. Многие материалы дурны, украшения некрасивы и не в восточном вкусе».
При хане Крым-Гирее в строительстве ханского дворца принимал участие замечательный иранский живописец, скульптор и зодчий Омер. Он выполнял декоративные и живописные работы, расписывал под мрамор наличники окон и дверей, выводил каллиграфические надписи на наружных стенах Большой ханской мечети. Омер создал и знаменитый «Фонтан слез» — уникальный памятник архитектуры малых форм.