В 1858 году Александр II принял решение превратить монастырские кельи на Варварке, где в 1613 и 1619 годах жил Михаил Романов со своей матерью, в «царские чертоги во вкусе XVII века». Финансирование этого предприятия должно было обеспечивать Придворное ведомство «под наблюдением архитектора дворцовой конторы».
К этому времени уже несколько лет шли работы под руководством архитектора Ф. Ф. Рихтера по реставрации боярского терема Романовых в Москве на Варварке, поэтому реконструкция романовских палат в Костроме была поручена ему же. Ф. Ф. Рихтер применил в Костроме уже опробованные в столице архитектурные принципы с той только разницей, что не стал восстанавливать здесь дорогостоящие интерьеры.
Одновременно с реставрацией было начато возведение теплой церкви Рождества Богородицы при холодном Троицком соборе. Для ведения работ была создана Временная строительная комиссия, материалы которой сохранились в фонде Костромского архиерейского дома. Документы свидетельствуют о целенаправленном превращении строительных объектов в мемориальный комплекс.
Работы были закончены в 1863 году, тогда же были торжественно освящены и «Кельи царя Михаила Федоровича». Однако в следующем году принципы воссоздания романовских палат были подвергнуты критике со стороны сопровождавшего наследника, цесаревича Александра Александровича (будущего императора Александра III), обер-прокурора синода К. П. Победоносцева. Он справедливо указывал, что, превращая кельи во дворец, автор реставрации погрешил против исторической истины (например, архитектор возвел «царскую лестницу» с широким маршем на второй этаж).
Палаты бояр Романовых на плане Москвы 1888 года:
После 1917 года музей „Дом бояр Романовых" был частично перестроен и стал называться „Музей боярского быта". С 1932 г. он является филиалом Государственного Исторического музея.