Fue inaugurado en 1910 para albergar una pista de hielo de 21 metros de diámetro, como parte de un club que nucleaba a algunas de las familias adineradas de la ciudad.

Tiempo después fue convertido en un salón de baile, por donde pasaron muchas de las grandes orquestas de tango de la década de 1920.

En 1931 el Municipio de la Ciudad cede el predio al Ministerio de Educación y Justicia de la Nación, que lo convierte en sede de la Dirección Nacional de Bellas Artes. Entre 1932 el edificio fue remodelado por obra del arquitecto Alejandro Bustillo, perdiendo la mayor parte de su ornamentación exterior y las mansardas pero conservando su cúpula, y siendo modificado en su distribución interna.

En 1954 el predio fue utilizado como estudio anexo del Canal 7.

A partir de 1960 vuelve a funcionar como sala de exposiciones, función que perdura hasta la actualidad. Entre 1979 y 1982 el Palais de Glace volvió a ser reformado, y se le agregó un entrepiso, obra de Clorindo Testa.

En 2004 un decreto del Poder Ejecutivo Nacional declaró a este edificio monumento histórico nacional. En 2012 recibió un reconocimiento por la Fundación Konex por su aporte a las Artes Visuales de Argentina.