El Palacio del Rey Martín el Humano se ubica dentro del tercer recinto del monasterio, integrado entre las estructuras monásticas preexistentes. Ocupa las plantas superiores del atrio del claustro, los antiguos lagares, el paso hacia el priorato y la galilea o vestíbulo de la iglesia. Desde el punto de vista arquitectónico, está considerado una de las joyas del gótico civil catalán.

Su construcción fue ordenada por el rey Martín I el Humano, comenzando las obras en 1397 bajo la dirección del maestro Arnau Bargués, reconocido también por ser el autor de la Casa del Consejo de Ciento de Barcelona. Las obras quedaron inconclusas en 1406, pero en 1966 se reanudaron los trabajos pendientes y se llevó a cabo una cuidadosa restauración del edificio.

Actualmente, el palacio alberga la sede del museo del monasterio, lo que permite al visitante apreciar tanto su valor histórico como artístico.