في الأصل، وأثناء فترة الحماية الفرنسية، مكان القصر كان يحتوي مقر إقامة المقيم العام للحكومة التونسية، وهو الموظف الفرنسي المكلف بمراقبة وزراء حكومة بايات تونس.
بعد اختياره كمقر إقامة من قبل الحبيب بورقيبة عوض قصر السعادة في مدينة المرسى قرب العاصمة، اصبح قصر قرطاج مقر الرئيس بعد أن كان مقر إقامة آخر باي.
بعد الاستقلال، شيد بورقيبة قصرا يتماشى مع ذوقه وتطلعاته، وهو ما يتجلى في العديد من مقتنياته التي كانت محفوظة تحت الأرض وتم الكشف عنها على التلفزة التونسية في 2011 بعد الثورة التونسية. تم إعطاء مهمة تشييد القصر للمعماري اليهودي الفرنسي التونسي أولييفيه كليمون كاكوب، وبناه على ثلاثة مراحل من الفترة الممتدة بين1960 و1969، على طراز العمارة العربية الأندلسية. يغطي القصر مساحة بين 38 و40 هكتار.
أثناء رئاسة الحبيب بورقيبة، استخدم القصر كمقر عمل وإقامة، لكن في فترة رئاسة زين العابدين بن علي، استعمل قصر قرطاج للعمل فقط، وبدأ بناء قصر آخر للاقامة، وهو قصر سيدي الظريف.
يتكون القصر من عدة قاعات تحمل اسم شخصيات تونسية لها مكانتها في تاريخ البلاد، مثل الحبيب بورقيبة، عبد العزيز الثعالبي وأبو القاسم الشابي.
الاستقبالات الرسمية تقام في قاعة السفراء، الوفود تذهب للغرفة الزرقاء، أين يوجد نموذج للمسجد النبوي أهداه الملكفهد ابن عبد العزيز ال سعود للرئيس بن علي.
حوالي 000 3 شخص يعملون في القصر، الثلثين من الحرس الوطني التونسي، يحرسون القصر وعملاء خدمة الأمن الرئاسي.