Construit  en 1910, le palace est d’emblée une figure de proue de l’architecture balnéaire du début du siècle sur la Riviera. L’architecte, Charles Dalmas, est niçois formé à Paris dans l’atelier de Victor Laloux, l’architecte de la Gare d’Orsay et du siège du Crédit Lyonnais. L’édifice surgit sur la Croisette, au milieu de petits hôtels de maîtres entre 1910 pour l’aile gauche du palace et 1914 pour l’aile droite prolongée à l’identique. Les dômes deviennent la référence cannoise. Charles Dalmas est un architecte en vogue sur la côte, il est inventif et moderne tout en conservant les notions de la tradition.

Le Carlton, sous ses aspects traditionnels, est en réalité l’un des premiers édifices « préfabriqués ».   Il a été bâti en moins de huit mois. Les façades sont des panneaux en staff imitant le style brique et pierre, accrochés à la maçonnerie. Les fenêtres sont toutes identiques équipées de volets roulants, ce qui n’est pas courant à l’époque. Tous les motifs et décors sont en staff sur des panneaux normalisés, également accrochés à la structure. Maintes fois repeintes et ravalées, la façade présentait en 1999 pas moins de sept couches de teintes différentes. A partir de 1953 la teinte était blanche. Le décor avait progressivement disparu, sur les dômes, sur les balcons. Le projet de restauration des façades a porté sur le retour à la polychromie, la restauration des staffs, la restitution des décors, le remplacement des fenêtres en restituant le dessin d’origine, la restauration complète des dômes, des abords immédiats de l’hôtel en rez-de-chaussée. L’édifice est inscrit à l’Inventaire Supplémentaire des Monuments Historiques depuis le mois d’août 1989.