Sultan Abdülmecid tarafından İngiliz mimar William James Smith`e inşa ettirilen binanın yapımı 1852 yılında tamamlanmıştır. Kasır, padişahların Tophane`deki askeri tesisleri ziyaretleri veya şehri deniz yoluyla ziyarete gelen yabancı devlet adamlarının karşılanması esnasında kullanılan bir mekan durumundaydı. Rus Çarı`nın kardeşi Grandük Konstantin, Sultan Abdülmecid tarafından burada kabul edilmiş, Osmanlı-Yunan savaşına son veren 1897 uluslararası konferansı ve Lozan Antlaşması sonrası Uluslararası Boğazlar Komisyonu, Tophane Kasrı`nda toplanmıştır.
Kasır denize paralel, dikdörtgen planlı ve iki katlı bir yapıdır. Dış yüzeyindeki süslemeler, ikinci katındaki konsollara oturtulan barok üsluptaki çıkma, kalem işi tavan süslemeleri ve mermer şömineleri kasrın en dikkat çekici özellikleri arasındadır.