La idea de abrir un casino de juego en Mónaco es de la princesa Carolina, una astuta cónyuge del príncipe Florestán con mentalidad empresarial. Los ingresos de la empresa propuesta debían salvar a la Casa Grimaldi de la quiebra. Los persistentes problemas financieros de la familia gobernante se agudizaron especialmente tras la pérdida de ingresos fiscales de dos ciudades escindidas, Menton y Roquebrune, que se declararon independientes de Mónaco en 1848 y se negaron a pagar los impuestos sobre el aceite de oliva y la fruta impuestos por los Grimaldi.
En 1854, Carlos, hijo de Florestán y futuro príncipe de Mónaco, reclutó a un equipo de franceses -el escritor Albert Aubert y el empresario Napoleón Langlois- para que idearan un plan de desarrollo y redactaran un folleto para atraer los 4 millones de francos necesarios para construir un balneario para el tratamiento de diversas enfermedades, un casino de juego calcado del de Bad Homburg y villas de estilo inglés. Concedida la concesión de 30 años para explotar un establecimiento de baños y mesas de juego, Aubert y Langlois abrieron el primer casino el 14 de diciembre de 1856 en Villa Bellevu. Destinado a ser sólo un lugar temporal, el edificio era una modesta mansión en La Condamine.
A finales de la década de 1850, Mónaco era un lugar poco probable para que un centro turístico tuviera éxito. La falta de carreteras necesarias para conectar Mónaco con Niza y el resto de Europa, y la ausencia de alojamientos confortables para los visitantes, así como la incapacidad de los concesionarios para dar a conocer el nuevo centro turístico, dieron lugar a un número de clientes mucho menor del que se había previsto en un principio. Al no poder reunir el capital necesario para explotar la empresa que perdía dinero, Aubert y Langlois cedieron sus derechos a Frossard de Lilbonne, quien a su vez los traspasó a Pierre Auguste Daval en 1857.
Durante este periodo inicial, el casino había sido trasladado varias veces, hasta que finalmente acabó en la zona llamada Les Spelugues (inglés: The Caves). La construcción en este lugar comenzó el 13 de mayo de 1858 según los diseños del arquitecto parisino Gobineau de la Bretonnerie y se terminó en 1863. Gobineau de la Bretonnerie también diseñó el vecino Hôtel de Paris Monte-Carlo (construido en 1862).
Aunque el casino empezó a dar beneficios en 1859, Daval no estuvo a la altura. Al igual que sus predecesores, era incompetente y carecía de la capacidad para llevar la empresa de juego a la escala prevista por la princesa Carolina. Frustrada, la princesa envió a su secretario privado, M. Eyneaud, a Alemania, con la esperanza de reclutar a François Blanc, empresario francés y operador del casino de Bad Homburg. Blanc rechazó la oferta. La princesa Carolina necesitó mucho tiempo y persuasión para convencer a los Blanc de que se trasladaran a Mónaco. La princesa Carolina incluso apeló a Madame Blanc, de quien se hizo amiga durante su primera visita a Bad Homburg, con la sugerencia de que el clima templado de Mónaco sería bueno para la mala salud de Madame Blanc.
Finalmente, en 1863 François Blanc aceptó hacerse cargo del negocio del casino de Mónaco. Para gestionar la nueva empresa, se constituyó una sociedad, la Societe des Bains de Mer et du Cercle des Etrangers, con un capital de 15 millones de francos. Entre los principales inversores se encontraban Charles-Bonaventure-François Theuret, obispo de Mónaco, y el cardenal Pecci, futuro Papa León XIII. Blanc se convirtió en el único accionista mayoritario de la empresa y recibió una concesión de 50 años, que duraría hasta 1913. Blanc utilizó sus contactos para reunir rápidamente el capital necesario y comenzó la enorme construcción. Ante la insistencia de Blanc, se cambió el nombre de la zona de Spelugues donde se ubicaba el complejo de juego para que sonara más atractivo a los visitantes del casino. Se consideraron algunas sugerencias, y se eligió el nombre de Montecarlo en honor al príncipe Carlos.
En 1878-79, el edificio del casino fue transformado y ampliado según los diseños de Jules Dutrou (1819-1885) y Charles Garnier, el arquitecto que había diseñado el teatro de la ópera de París ahora conocido como el Palais Garnier. François Blanc conocía a Garnier porque Blanc había concedido un préstamo de al menos 4,9 millones de francos de oro al gobierno de la Tercera República Francesa, que carecía de liquidez, para que la ópera, iniciada en 1861, pudiera completarse. Finalmente se inauguró en 1875. Las reformas del Casino de Montecarlo incluyeron la adición de una sala de conciertos (diseñada por Garnier y más tarde denominada Salle Garnier), situada en el lado del casino que daba al mar, y el rediseño y la ampliación de las salas de juego y los espacios públicos, realizados en su mayoría por Dutrou en el lado del casino que daba a la Place du Casino, donde también se encontraban el Hôtel de Paris Monte-Carlo y el.
En 1880-81, el casino se amplió de nuevo, al este de la Sala Moro de Dutrou, con la adición de la Sala de Juego Trente-et-Quarante, también diseñada por Garnier. Las ampliaciones posteriores y la remodelación de la sala de juego Trente-et-Quarante para convertirla en la Sala de los Americanos, han borrado en su mayor parte las aportaciones de Garnier a esta parte del casino, salvo algunas decoraciones del techo. En 1898-99, la Salle Garnier fue remodelada por el arquitecto Henri Schmit, principalmente en la zona del escenario, para que fuera más adecuada para las representaciones de ópera y ballet. Sin embargo, gran parte de la fachada original del Garnier y el diseño interior del propio auditorio permanecen intactos. A pesar de todas las adiciones y modificaciones posteriores, el casino sigue teniendo un estilo claramente Beaux Arts.
En 1921, la primera Olimpiada Femenina se celebró en los jardines del casino.