พระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 6 ขณะดำรงพระราชอิสริยยศเป็นสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช สยามมกุฏราชกุมาร ได้ทรงรับพระราชภาระจากพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว รัชกาลที่ 5 ในการปูกระเบื้องประดับองค์พระปฐมเจดีย์ ทำให้ทรงมีความคุ้นเคยกับภูมิประเทศแถบนี้ และทรงตระหนักถึงคุณค่าทางประวัติศาสตร์และศิลปวัฒนธรรมของเมืองนครปฐม พระองค์จึงมีพระราชประสงค์ที่จะสร้างพระราชวังที่ประทับในการแปรพระราชฐานมายังเมืองนครปฐม จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ กรมพระยาดำรงราชานุภาพ ขอซื้อที่ดินจากราษฎรเพื่อจัดสร้างพระราชวัง และทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้พระยาวิศุกรรมศิลปประสิทธิ์(น้อย ศิลปี) เป็นผู้ออกแบบและดำเนินการก่อสร้าง โดยได้พระราชทานนามพระราชวังแห่งนี้ว่า "พระราชวังสนามจันทร์" 

ภายในพื้นที่ ประกอบด้วย

• พระตำหนักทับขวัญ เป็นพระตำหนักแบบหมู่เรือนไทยเดิม ประกอบด้วยเรือนไทย 8 หลัง ทุกหลังมีชานเรือนเชื่อมกันโดยตลอด บริเวณกลางชานเรือนปลูกต้นจันไว้ให้ร่มเงา ลักษณะของเรือนจัดอยู่ในประเภทเรือนคหบดี รัชกาลที่ 6 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สร้างขึ้นเพื่อรักษาศิลปะเรือนไทยแบบโบราณ และทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้จัดพระราชพิธีขึ้นพระตำหนัก เมื่อวันที่ 25 มกราคม 2458 และพระองค์ได้ประทับแรมเป็นเวลา 1 คืน ทั้งนี้ เมื่อมีการซ้อมรบเสือป่า พระตำหนักองค์นี้ได้ใช้เป็นที่ตั้งกองบัญชาการเสือป่ากองเสนาน้อยราบหนักรักษาพระองค์
• พระตำหนักทับแก้ว เป็นตึก 2 ชั้นขนาดเล็กกะทัดรัด ทาสีเขียวอ่อน ภายในมีเตาผิง หลังคาปล่องไฟ ตามลักษณะของบ้านชาวตะวันตก ห้องกลางชั้นบนมีพระบรมสาทิสลักษณ์ รัชกาลที่ 5 เขียนด้วยดินสอดำบนแผ่นหินอ่อนประดิษฐานอยู่เหนือเตาผิง ไม่ปรากฏหลักฐานว่าเป็นฝีมือผู้ใด 
• พระที่นั่งอภิรมย์ฤดี เป็นพระที่นั่ง 2 ชั้น สร้างเชื่อมต่อกับพระที่นั่งพิมานปฐมไปทางทิศใต้ ลักษณะทางสถาปัตยกรรมเหมือนกับพระที่นั่งพิมานปฐมแต่มีขนาดเล็กกว่า ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ใช้พระที่นั่งเป็นที่ประทับของพระบรมวงศานุวงศ์ฝ่ายใน ปัจจุบันได้จัดแสดงนิทรรศการถาวรเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว และสมเด็จพระเจ้าภคินีเธอ เจ้าฟ้าเพชรรัตนราชสุดา สิริโสภาพัณณวดี โดยจัดเป็นห้องต่างๆ ดังนี้
  • ห้องประกาศพระบารมี
  • ห้องวิถีเรือน-วิถีรัฐ
  • ห้องขัตติยนารีจากฟ้า
  • ห้องเสด็จมาสู่ใจไทย
  • ห้องสายใยแห่งการทรงงาน
  • ห้องจริยาการแห่งจอมปราชญ์
• พระที่นั่งพิมานปฐม เป็นพระที่นั่งองค์แรกที่โปรดเกล้าฯ ให้สร้างขึ้นในพระราชวังสนามจันทร์ เป็นอาคาร 2 ชั้น สร้างแบบตะวันตก แบบเรือนขนมปังขิง (gingerbread) ภายในพระที่นั่งประกอบด้วยห้องต่างๆ ซึ่งยังมีป้ายชื่อปรากฏอยู่จนถึงทุกวันนี้ เช่น ห้องบรรทม ห้องสรง ห้องบรรณาคม ห้องพระภูษา และห้องเสวย เป็นต้น นอกจากนี้ยังมี ห้องพระเจ้า อันเป็นที่ประดิษฐานพระพุทธรูปปางปฐมเทศนา และเป็นห้องพระประจำพระราชวังสนามจันทร์ ปัจจุบันภายในพระที่นั่งได้จัดแสดงนิทรรศการถาวรเฉลิมพระเกียรติพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว และสมเด็จพระเจ้าภคินีเธอ เจ้าฟ้าเพชรรัตนราชสุดา สิริโสภาพัณณวดี โดยจัดเป็นห้องต่างๆ ดังนี้
  • ห้องปฐมบทแห่งยุทธศาสตร์
  • ห้องพระมหาธีรราชเจ้า
  • ห้องเรื่องราวในพระราชหฤทัย
  • ห้องรัชสมัยแห่งการพัฒนา
  • ห้องปฐมราชศรัทธา

** จุดอันเป็นที่ตั้งห้องประเจ้ามีความสำคัญและน่าสนใจ การท่องเที่ยวแห่งประเทศไทย(ททท.) จึงประกาศให้เป็นจุด UNSEEN ของจังหวัดนครปฐม เนื่องจาก สามารถมองเห็นองค์พระปฐมเจดีย์และเทวาลัยคเณศร์ อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน ** 

• พระที่นั่งวัชรีรมยา เป็นพระที่นั่งแฝดติดกับพระที่นั่งสามัคคีมุขมาตย์ เป็นอาคารทรงไทย รัชกาลที่ 6 ทรงใช้พระที่นั่งนี้เป้นที่ทรงพระอักษร และเป็นที่ประทับเป็นครั้งคราว ปัจจุบันได้จัดห้องพระบรรทมและห้องทรงพระอักษรให้มีบรรยากาศคล้ายคลึงกับในสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว
• พระที่นั่งสามัคคีมุขมาตย์ เป็นท้องพระโรง มีลักษณะเป้นพระที่นั่งทรงไทยแบบศาลาโถงใหญ่ชั้นเดียวเชื่อมต่อกับพระที่นั่งวัชรีรมยาโดยมีหลังคาเชื่อมติดกัน พระที่นั่งองค์นี้ทรงใช้สำหรับเป็นที่ประชุมเสือป่า ประกอบพิธีกรรม ซ้อมและเล่นโขนละคร และใช้ในโอกาสสำคัญอื่นๆ หรือเรียกอีกชื่อว่า "โรงโขน"
• รถม้าพระที่นั่ง รถม้าพระที่นั่งของรัชกาลที่ 6 ซึ่งเคลื่อนย้ายจากพระที่นั่งวิมานเมฆ กรุงเทพฯ มาจัดแสดง
• เทวาลัยคเณศร์ รัชกาลที่ 6 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้สร้างเป็นศาลเทพารักษ์ประจำพระราชวังสนามจันทร์ เป็นที่ประดิษฐานพระคเณศหรือพระพิฆเนศวร เทวลัยคเณศร์มีลักษณะเป็นแท่นคอนกรีตฐานสูง ด้านบนทำเป็นซุ้มหลังคาโค้ง ตั้งอยู่ที่สนามหญ้าหน้าพระที่นั่งพิมานปฐม
• อนุสาวรีย์ย่าเหล "ย่าเหล่" เป็นสุนัขทรงเลี้ยงของรัชกาลที่ 6 เมื่อวันที่ 18 กรกฎาคม 2456 พระองค์ได้เสด็จไปประทับเสวย ณ พระราชวังสราญรมย์ ย่าเหล่ได้หนีเล็ดลอดออกไปเที่นวนอกพระราชฐานและมีผู้ยิงด้วยปืนลูกกรดตาย การสูญเสียสุนัขที่โปรดปรานทำให้ รัชกาลที่ 6 ทรงเศร้าสลดพระราชหฤทัย จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯให้สร้างอนุสาวรีย์ย่าเหล่ หล่อด้วยโลหะทองแดงรมดำ และได้ทรงพระราชนิพนธ์คำไว้อาลัยจารึกไว้บนแผ่นทองแดงรมดำ ณ ฐานที่ตั้ง
• พระบรมราชานุสาวรีย์ พระบาทสมเด็จพระมงกุฏเกล้าเจ้าอยู่หัว เป็นพระบรมราชานุสาวรีย์ที่คณะกรรมการลูกเสือจังหวัดนครปฐม ดำเนินการจัดสร้างขึ้นเพื่อเทิดพระเกียรติและรำลึกถึงพระมหากรุณาธิคุณของรัชกาลที่ 6 โดยได้ขอความร่วมมือจากกรมศิลปากรในการออกแบบปั้นหล่อพระบรมรูปขนาดเท่าครึ่งของพระองค์จริงในฉลองพระองค์เสือป่า ประทับพระเก้าอี้สนาม พระหัตถ์ขวาทรงปากกา พระหัตถ์ซ้ายทรงสมุดสำหรับจดบันทึกการซ้อมรบเสือป่า

นอกจากนี้ รัชากลที่ 6 ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯให้สร้างเรือนไม้สัก เพื่อเป็นเรือนพักของข้าราชบริพารและเป็นอาคารใช้สอยต่างๆ อาทิ

• เรือนพระนนทิการ เป็นเรือนไม้สักหลังใหญ่ ชั้นเดียว ใต้ถุงสูง ตัวเรือนทาสีเหลืองตัดกรอบด้วยสีน้ำตาล 
• เรือนพระธเนศวร เป็นเรือนไม้ชั้นเดียว ใต้ถุนสูง หลังคาทรงปั้นหยา ตกแต่งด้วยไม้ฉลุแบบเรือนขนมปังขิง 
• เรือนพระคฤหบดี 
• เรือนพระนนทิเสน
• เรือนพระกรรติเกยะ
• เรือนพระเอกทันต์
• เรือนสุภรักษ์
• เรือนราชมนู
• ที่พักราชองครักษ์
• ที่พักพระตำรวจหลวง
• เรือนชาวที่
• คลังแสง