Palatium Bolesława Chrobrego jest najstarszą budowlą murowaną w mieście, datowaną na koniec X w. Jej ślady zostały odkryte podczas badań archeologicznych w latach 60. XX w. Znajdowało się ono w obrębie grodu płockiego na Wzgórzu Tumskim. Podobnie do siedzib książęcych, których relikty odkryto w Przemyślu, Gieczu i na Ostrowie Lednickim, jest to budowla tzw. preromańska.

Palatium to miało wymiary 11 na 17 metrów i było połączone z kaplicą w kształcie rotundy z absydą. Kaplica została przebudowana na przełomie X i XI w. w piętrowy monaster.

Pierwsze palatium zniszczone zostało w 1031 r. przez wojska Jarosława Mądrego, a następnie odbudowane przez Masława, wojewodę Mieszka II. Masław wzniósł także drugą kaplicę pałacową – była to rotunda z absydą i lożą emporową. Rotunda przy pierwotnym palatium wybudowana została, zgodnie z ówczesnym zwyczajem, pw. Najświętszej Maryi Panny.

Badania, które doprowadziły do odkrycia fragmentu palatium, prowadzone były przez pracowników Instytutu Historii Kultury Materialnej PAN pod kierunkiem prof. dr. Włodzimierza Szafrańskiego. Ślady palatium Bolesława Chrobrego znajdują się obecnie na terenie Muzeum Mazowieckiego.