วังวินด์เซอร์ หรือที่รู้จักในชื่อ วังประทุมวัน, วังกลางทุ่ง หรือ วังใหม่ เป็นวังที่สร้างขึ้นโดยพระประสงค์ของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว ที่จะพระราชทานเป็นสถานที่ประทับของสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศ สยามบรมราชกุมารองค์แรกแห่งสยามประเทศ ตั้งอยู่บริเวณทุ่งประทุมวัน กรุงเทพมหานคร ชาวต่างประเทศ ณ ราชกรีฑาสโมสรพบเห็นพระตำหนักแห่งนี้ จึงเรียกตามพระราชวังที่ลักษณะคล้ายกันว่า "วังวินด์เซอร์" หรือที่มาจากพระราชวังวินด์เซอร์ ณ สหราชอาณาจักร
การก่อสร้างเริ่มต้นในปี พ.ศ. 2424 ออกแบบโดยสถาปนิกชาวอังกฤษ โดยนำแบบของพระราชวังวินด์เซอร์แห่งสหราชอาณาจักรมาย่อส่วน หากทว่าสมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศ สยามมกุฎราชกุมาร หาได้เสด็จมาประทับ ณ พระตำหนักแห่งนี้แต่อย่างใด ด้วยเสด็จทิวงคตในปี พ.ศ. 2437 เมื่อมีการสถาปนาจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยขึ้นในปี พ.ศ. 2459 พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวจึงพระราชทานพระราชวังนี้รวมทั้งพื้นที่โดยรอบเป็นสมบัติของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยเคยใช้เป็นศูนย์กลางการศึกษาของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยในวิทยาเขตประทุมวันก่อนการก่อสร้างอาคารบัญชาการ
ในช่วงปี พ.ศ. 2478 นาวาโท หลวงศุภชลาศัย อธิบดีกรมพลศึกษาในขณะนั้นดำริที่จะจัดสร้างกรีฑาสถานแห่งชาติขึ้น จึงได้พิจารณาเช่าที่ดินบริเวณพระตำหนักหอวัง และได้ทำการรื้อถอนพระตำหนักหลังนี้ รวมถึงอาคารหอพักนิสิตโดยรอบ การก่อสร้างกรีฑาสถานแห่งชาติแล้วเสร็จในราวปี พ.ศ. 2481 ซึ่งได้ใช้เป็นที่ทำการสอนของโรงเรียนพลศึกษากลางและกรมพลศึกษา
พระตำหนักหอวังก่อสร้างขึ้นโดยพระราชประสงค์ของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว เพื่อพระราชทานสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศเป็นที่ประทับ เนื่องด้วยสภาพพื้นที่ของพระตำหนักที่ตั้งอยู่กลางทุ่งประทุมวัน ชาวบ้านจึงนิยมเรียกว่า "วังกลางทุ่ง" หรือ "วังใหม่" ด้านหน้าของพระตำหนักหันไปทางถนนสระปทุม (ถนนพระรามที่ 1 ในปัจจุบัน) ออกแบบโดยสถาปนิกชาวอังกฤษ โดยนำแบบมาจากพระราชวังวินด์เซอร์แห่งสหราชอาณาจักรเป็นต้นแบบ ชาวต่างชาติ ณ ราชกรีฑาสโมสร จึงเรียกขานกันพระตำหนักแห่งนี้ว่า "วังวินด์เซอร์"
พระตำหนักหอวังได้รับการออกแบบเป็นอาคาร 3 ชั้น มีบันไดขึ้นลงตรงกลางอันเป็นรูปแบบของสถาปัตยกรรมกอทิก ใช้วัสดุก่อสร้างเป็นหินอ่อนนำเข้าจากต่างประเทศทั้งสิ้น หัวเสาได้รับการสลักศิลปะแบบโรมัน หากแต่สมเด็จพระบรมโอรสาธิราช เจ้าฟ้ามหาวชิรุณหิศ มิได้เสด็จมาประทับ ณ พระราชวังแห่งนี้ด้วยเสด็จทิวงคตในปี พ.ศ. 2437
เมื่อมีการสถานปนาจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยขึ้นในรัชสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว จึงพระราชทานพื้นที่ของพระตำหนักหอวังและพื้นที่โดยรอบให้แก่มหาวิทยาลัย พระตำหนักแห่งนี้จึงได้ใช้เป็นสถานที่ทำการเรียนการสอนแก่นิสิตจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ในแผนกวิศวกรรมศาสตร์ เตรียมแพทยศาสตร์ โรงเรียนกระทรวงเกษตราธิการ โรงเรียนปรุงยา แผนกรัฎฐประศาสนศึกษา และแผนกฝึกหัดครู
พระตำหนักหอวังเคยใช้เป็นศูนย์กลางทำการของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยครั้นแยกเป็น 2 วิทยาเขตคือ วิทยาเขตประทุมวัน และวิทยาเขตโรงพยาบาลศิริราช ก่อนที่จะมีการสร้างตึกบัญชาการของมหาวิทยาลัย และได้มีการย้ายที่ทำการสอนของคณะรัฎฐประศาสนศาสตร์และคณะวิศวกรรมศาสตร์มาเรียนที่ตึกบัญชาการ ส่วนพระตำแหนักหอวังเป็นที่ทำการเรียนการสอนของคณะอักษรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ จึงได้มีการปรับปรุงพระตำหนักเป็นที่ปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ ส่วนการปฏิบัติการวิชากายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยานั้น ทางมหาวิทยาลัยได้ปลูกโรงเรือน สร้างถังคอนกรีตสำหรับดองศพใกล้พระตำหนัก ส่วนการเรียนการสอนด้านอักษรศาสตร์ส่วนใหญ่เป็นการฟังคำบรรยาย การศึกษาในห้องสมุด การเรียนการสอนกลุ่มเล็กจึงไม่มีห้องปฏิบัติการ
ต่อมาในปี พ.ศ. 2472 ได้มีการตั้งแผนกฝึกหัดครูของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และสถาปนาโรงเรียนมัธยมหอวังแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ขึ้นเมื่อวันที่ 17 พฤษภาคม พ.ศ. 2472 เพื่อให้นิสิตแผนกฝึกหัดครู ใช้ฝึกความชำนาญในการสอน และได้ใช้พระตำหนักนี้เป็นที่ทำการสอน จึงได้ใช้ชื่อโรงเรียนว่า "โรงเรียนหอวัง" และเรียกพระตำหนักหลังนี้ว่า "ตึกหอวัง"
ในปี พ.ศ. 2478 นาวาโท หลวงศุภชลาศัย อธิบดีกรมพลศึกษาในขณะนั้น มีดำริที่จะก่อสร้างกรีฑาสถานแห่งชาติขึ้น และได้พิจารณาที่ดินทำสัญญาเช่า ณ ตำบลวังใหม่จากจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย โดยรื้อถอนพระตำหนักวินด์เซอร์รวมถึงสิ่งปลูกสร้างโดยรอบออก การก่อสร้างกรีฑาสถานแห่งชาติเสร็จสิ้นและได้ย้ายสถานทำการของโรงเรียนพลศึกษากลางและกรมพลศึกษามายังสถานที่ปัจจุบัน เมื่อ พ.ศ. 2481
ส่วนโรงเรียนมัธยมหอวังแห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ได้ย้ายที่ทำการใหม่ไปอยู่ ณ อาคารเรียน ริมถนนพญาไท จนกระทั่งปี พ.ศ. 2481 จึงยุบโรงเรียนลง เพื่อนำสถานที่ไปใช้เป็นที่ตั้งของโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษามาจนถึงปัจจุบัน
