วังสระปทุม ตั้งอยู่บริเวณถนนพระรามที่ 1 และถนนพญาไท กรุงเทพมหานคร ซึ่งพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวพระราชทานที่ดินให้เป็นที่สร้างวังของสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมขุนสงขลานครินทร์ พระราชโอรสในพระองค์ที่ประสูติแต่สมเด็จพระศรีสวรินทิราบรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า แต่ยังมิได้มีการสร้างวังขึ้น ณ ขณะนั้น เนื่องจากสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมขุนสงขลานครินทร์ได้เสด็จไปศึกษาต่อยังต่างประเทศ หลังจากการเสด็จสวรรคตของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าได้เสด็จออกมาประทับนอกพระบรมมหาราชวัง ทรงเริ่มสร้างพระตำหนักขึ้น ณ วังสระปทุม และเสด็จประทับเป็นการถาวรตลอดพระชนม์ชีพพร้อมด้วยสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมขุนสงขลานครินทร์และครอบครัว ปัจจุบัน วังสระปทุมเป็นที่ประทับของ สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี
นอกจากนี้ วังสระปทุมยังใช้เป็นสถานที่จัดงานอภิเษกสมรสระหว่างสมเด็จพระมหิตลาธิเบศร อดุลยเดชวิกรม พระบรมราชชนกและสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี รวมทั้ง ยังเป็นสถานที่จัดพระราชพิธีราชาภิเษกสมรสระหว่างพระบาทสมเด็จพระปรมินทรมหาภูมิพลอดุลยเดชและสมเด็จพระนางเจ้าสิริกิติ์ พระบรมราชินีนาถอีกด้วย
พระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวมีพระราชดำริจะพระราชทานที่ดินบริเวณถนนปทุมวันหรือถนนพระรามที่ 1 ให้เป็นสถานที่สร้างวังของสมเด็จพระเจ้าลูกยาเธอ เจ้าฟ้ามหิดลอดุยเดช กรมขุนสงขลานครินทร์ พระราชโอรสซึ่งประสูติแต่สมเด็จพระศรีสวรินทิราบรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า แต่เนื่องจากในขณะนั้นพระองค์ได้เสด็จไปศึกษาต่อที่สหรัฐอเมริกา จึงยังไม่มีการสร้างพระตำหนักขึ้นตราบกระทั่งพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จสวรรคต หลังจากนั้น พระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวจึงได้พระราชทานสิทธิ์ในที่ดินให้เป็นของสมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอ เจ้าฟ้ามหิดลอดุยเดช กรมขุนสงขลานครินทร์ในเวลาต่อมา
หลังจากการเสด็จสวรรคตของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวนั้น สมเด็จพระศรีสวรินทิราบรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าได้เสด็จออกมาประทับภายนอกพระบรมมหาราชวัง พระองค์โปรดฯ ที่ดินบริเวณนี้มาก ถึงแม้ว่าในขณะนั้นบริเวณประทุมวันถือว่าเป็นที่ดินที่อยู่ห่างไกลจากความเจริญ รวมทั้งการคมนาคมก็ลำบากมาก พระองค์ทรงเตรียมการปลูกพระตำหนักเพื่อจะเสด็จมาประทับอยู่เป็นการถาวร โดยพระองค์ทรงคิดผังพระตำหนักเอง เนื่องจากทรงมีความรู้เรื่องทิศทางลมและฤดูกาลเป็นอย่างดี ในระหว่างการก่อสร้างพระตำหนักนั้น พระองค์ได้เสด็จมาประทับ ณ พลับพลาไม้ริมคลองแสนแสบ ซึ่งเป็นที่ประทับชั่วคราวบ่อย ๆ เมื่อพระตำหนักสร้างเสร็จแล้ว สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าได้เสด็จเข้าประทับ ณ วังสระปทุมเป็นการถาวรตราบจนเสด็จสวรรคตเมื่อปี พ.ศ. 2498
บริเวณโดยรอบวังในสมัยนั้นเดิมเป็นที่สวน สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าโปรดให้ปลูกพืชผักหลายชนิด เช่น กล้วย มะม่วง ขนุน เป็นต้น โดยทรงนำผลผลิตต่าง ๆ ที่ได้นั้นสำหรับตั้งโต๊ะเสวย รวมทั้งพระราชทานผลผลิตทางการเกษตรเหล่านั้นไปยังวังเจ้านายต่าง ๆ ส่วนที่เหลือ เช่น ใบตอง เชือกกล้วย กล้วยสุก ได้นำออกจำหน่ายได้รายได้ปีหนึ่ง ๆ เป็นเงินหลายร้อยบาท โดยส่วนหนึ่งพระองค์ทรงใช้สำหรับเลี้ยงดูข้าราชบริพารและทะนุบำรุงวังสระปทุม
หลังจากที่สมเด็จพระเจ้าน้องยาเธอ เจ้าฟ้ามหิดลอดุยเดช กรมขุนสงขลานครินทร์ทรงสำเร็จการศึกษากลับมายังประเทศไทยแล้ว สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า โปรดให้สร้างพระตำหนักขึ้นอีกหลังเพื่อใช้เป็นที่ประทับของพระราชโอรส โดยสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมขุนสงขลานครินทร์ได้ประทับอยู่พระตำหนักนี้จนสิ้นพระชนม์เมื่อปี พ.ศ. 2472 อย่างไรก็ตาม วังสระปทุมยังคงใช้เป็นที่ประทับของสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีเรื่อยมาจนกระทั่งพระองค์เสด็จสวรรคตเมื่อปี พ.ศ. 2538 หลังจากนั้น พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ พระราชทานวังสระปทุมให้เป็นที่ประทับของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีจนถึงปัจจุบัน
วังสระปทุมตั้งอยู่บริเวณเขตปทุมวัน กรุงเทพมหานคร โดยอาณาเขตทางด้านทิศเหนือติดคลองแสนแสบ ทิศตะวันออกติดคลองอรชรริมวัดปทุมวนารามราชวรวิหาร ทิศใต้ติดถนนพระรามที่ 1 และทิศตะวันตกติดถนนพญาไท ปัจจุบัน พื้นที่ของวังแบ่งออกเป็น 2 ส่วน ได้แก่ ส่วนแรกเป็นพื้นที่ประทับของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ส่วนที่ 2 เป็นพื้นที่ให้เช่าทำศูนย์การค้าห้างสรรพสินค้าต่าง ๆ เช่น สยามดิสคัฟเวอรี่เซ็นเตอร์ สยามเซ็นเตอร์ และสยามพารากอน
สำหรับพื้นที่ส่วนที่เป็นที่ประทับของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีนั้น ประกอบด้วยพระตำหนักและเรือนต่าง ๆ ดังนี้
พระตำหนักใหญ่เป็นตำหนัก 2 ชั้น ก่ออิฐถือปูน ทาสีเหลืองทั้งองค์พระตำหนัก โดยมีลักษณะเด่นอยู่ที่ฝาผนังใกล้เพดานชั้นบนซึ่งเป็นปูนปั้นรูปดอกไม้ พระตำหนักใหญ่ตั้งอยู่เกือบกลางของวังสระปทุม สร้างขึ้นโดยสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า ซึ่งพระองค์มีพระราชดำริในการสร้างพระตำหนักองค์นี้ทั้งเรื่องทิศทางการวางตำแหน่งของอาคาร และห้องต่าง ๆ โดยพระองค์เอง ทรงใช้ก้านไม้ขีด หางพลูเรียงเป็นรูปร่างห้อง และให้หม่อมเจ้าจันทรนิภา เทวกุล เขียนร่างเอาไว้ และส่งให้สถาปนิกออกแบบถวายตามพระราชประสงค์ พระตำหนักใหญ่นี้จึงได้รับแสงแดดและมีการถ่ายเทอากาศได้ดี ห้องทุกห้องได้รับลมเสมอกัน หลังจากสร้างพระตำหนักเสร็จแล้วสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าได้เสด็จประทับ ณ พระตำหนักแห่งนี้ตลอดพระชนมายุ
พระตำหนักเขียวเป็นพระตำหนักแรกที่สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าทรงสร้างขึ้นเพื่อใช้เป็นที่ประทับภายในวังสระปทุม สร้างแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2459 พระองค์จึงได้เสด็จประทับ ณ พระตำหนักแห่งนี้ พระตำหนักเขียวตั้งอยู่บริเวณริมคลองแสนแสบ เป็นพระตำหนักก่ออิฐถือปูน ทาสีเขียว เคยใช้เป็นที่ประทับของพระบรมวงศานุวงศ์หลายพระองค์ เช่น พระนางเจ้าสุวัทนา พระวรราชเทวีและสมเด็จพระเจ้าภคินีเธอ เจ้าฟ้าเพชรรัตนราชสุดา สิริโสภาพัณณวดี พระมเหสีและพระราชธิดาในพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว เคยเสด็จมาประทับเมื่อสมเด็จพระเจ้าภคินีเธอ เจ้าฟ้าเพชรรัตนราชสุดา สิริโสภาพัณณวดียังทรงพระเยาว์
หลังจากสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมหลวงสงขลานครินทร์ทรงสำเร็จการศึกษาจากสหรัฐอเมริกา พระองค์ได้เสด็จมาประทับที่วังสระปทุมเป็นการถาวร ดังนั้น สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าโปรดให้สร้างพระตำหนักแห่งนี้ขึ้นเพื่อใช้เป็นที่ประทับของพระราชโอรส โดยสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมหลวงสงขลานครินทร์ทรงให้หม่อมเจ้าอิทธิเทพสรรค์ กฤดากรซึ่งทรงเคยรู้จักเมื่อประทับอยู่ต่างประเทศเป็นสถาปนิก โดยเริ่มก่อสร้างตั้งแต่ปี พ.ศ. 2467 รูปแบบของพระตำหนักมีลักษณะเป็นแบบอังกฤษ สร้างอย่างประณีตและอยู่สบาย ชาววังเรียกพระตำหนักแห่งนี้ว่า "พระตำหนักใหม่" ใช้เป็นที่ประทับของสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมหลวงสงขลานครินทร์จนกระทั่งสิ้นพระชนม์ในปี พ.ศ. 2472 และใช้เป็นที่ประทับของสมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนีตราบจนพระองค์สวรรคตในปี พ.ศ. 2538
การก่อสร้างเรือนสำหรับเป็นที่พักของข้าราชบริพารนั้น สามารถแบ่งออกเป็น 2 ครั้ง โดยครั้งแรกสร้างขึ้นพร้อมกับพระตำหนักใหญ่ เป็นเรือนไม้ชั้นเดียว ทาสีเขียว บริเวณขอบเชิงชายและช่องลมเป็นไม้ฉลุลาย เรือนที่สร้างในสมัยนี้ ส่วนใหญ่จะอยู่บริเวณท้ายวัง และริมสระด้านทิศะวันออกของพระตำหนักใหญ่ ส่วนครั้งที่ 2 เป็นเรือนก่ออิฐ 2 ชั้น สร้างขึ้นพร้อมการสร้างพระตำหนักสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมหลวงสงขลานครินทร์
วังสระปทุมเป็นเขตพระราชฐานที่ประทับของสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี มีการถวายอารักขาโดยอยู่ในความดูแลของ กรมวังประจำที่ประทับ วังสระปทุม ซึ่งเป็นหน่วยงานของ สำนักพระราชวัง และกองบังคับการอารักขาและควบคุมฝูงชน สังกัด กองบัญชาการตำรวจนครบาล ร่วมถวายอารักขาตลอด 24 ชั่วโมง ภายใต้การบัญชาจากผู้ดูแลวังสระปทุม(คุณชวลี อมาตยกุล รองราชเลขานุการในพระองค์)
พิธีอภิเษกสมรสระหว่างสมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมขุนสงขลานครินทร์ (พระยศขณะนั้น) และคุณสังวาลย์ ตะละภัฏ (พระยศขณะนั้น) จัดขึ้น ณ วังสระปทุม เมื่อวันที่ 10 กันยายน พ.ศ. 2463 โดยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัวเสด็จพระราชดำเนินมาทรงเป็นองค์ประธานและพระราชทานน้ำสังข์ นอกจากนี้ ยังมีการจดทะเบียนเป็นหลักฐานตามแบบแผนของทางการราชสำนักด้วย
พระราชพิธีราชาภิเษกสมรสระหว่างสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดช (พระยศขณะนั้น) และหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ กิติยากร (พระยศขณะนั้น) จัดขึ้นในวันที่ 28 เมษายน พ.ศ. 2493 ณ พระตำหนักใหญ่ วังสระปทุม โดยสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าทรงเป็นองค์ประธาน ในการนี้สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวทรงลงพระปรมาภิไธยในทะเบียนสมรสและโปรดให้หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ กิติยากรลงนามในทะเบียนนั้น พร้อมทั้งทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้ราชสักขีลงนามในทะเบียนนั้นด้วย หลังจากนั้น สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าเสด็จออกในพระราชพิธีถวายน้ำพระพุทธมนต์เทพมนต์แด่สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวและทรงรดน้ำพระพุทธมนต์เทพมนต์แด่หม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ กิติยากรในการพระราชพิธีราชาภิเษกสมรสตามโบราณราชประเพณี ต่อมา สมเด็จพระเจ้าอยู่หัวโปรดเกล้าฯ ให้อาลักษณ์อ่านประกาศสถาปนาหม่อมราชวงศ์สิริกิติ์ กิติยากรขึ้นเป็น "สมเด็จพระราชินี"
หลังจากสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีเสด็จประทับ ณ วังสระปทุมแล้ว พระองค์ทรงระลึกถึงพระราชปรารภแห่งพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวที่ทรงพระราชดำริว่าวังสระปทุมเป็นสถานที่สำคัญแห่งพระราชวงศ์และชาติ สมควรที่จะจัดตั้งเป็นพิพิธภัณฑ์ขึ้นเพื่อเป็นการเฉลิมพระเกียรติสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า สมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารีจึงทรงจัดตั้ง "พิพิธภัณฑ์สมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า" ขึ้นภายในวังสระปทุมเพื่อเป็นแหล่งศึกษาพระราชกรณียกิจของสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าอย่างถูกต้องและครบถ้วน โดยทรงใช้พระตำหนักใหญ่ที่ประทับของสมเด็จพระพันวัสสาอัยยิกาเจ้าเป็นสถานที่ตั้งของพิพิธภัณฑ์ การเข้าชมต้องโทรมาจองล่วงหน้าก่อนทุกครั้ง