En 1128, David 1er d'Ecosse fonde un monastere a Edimbourg au bas du Royal Mile, la rue reliant actuellement le chateau au palais de Holyrood (sainte croix en Scots). Il servit de residence principale aux souverains ecossais a partir du 15eme siecle.
La legende raconte que lors d'une partie de chasse, David 1er apercut un cerf portant un crucifix entre les bois et qu'il decida alors de fonder une abbaye consacree a Saint Augustin a cet endroit.
Au 15eme siecle, une maison d'hotes occupait la partie nord de l'actuel palais. Jacques II d'Ecosse y naquit, s'y maria et y est enterre.
C'est Jacques IV qui, en 1498, fait construire un nouveau batiment et fait d'Holyrood un veritable palais qui prend place autour d'une cour carree a l'ouest du cloitre de l'abbaye.
Marie Stuart y eut ses appartements dans la tour nord-ouest et y vecut des heures bien sombres. Le 9 mars 1566, David Rizzio, secretaire particuliere de la reine d'Ecosse y est assassine sous ses yeux alors qu'elle est enceinte. Il est probable que le seigneur Darnley, son epoux qui jaloux de l'amitie existant entre Marie et l'Italien conspira avec des nobles protestants ce meurtre. Cet episode dramatique marqua le point de depart de la fin tragique de Marie, reine d'Ecosse.
Lorsque Jacques VI transporte sa cour a Londres, Holyrood devint uniquement la residence des souverains anglais lors de leurs visites en Ecosse avec une exception, le palais accueillit la famille royale francaise en exil suite a la Revolution.