La matrice cadastrale de 1850 indique la construction de deux maisons pour M. Bonnemaison sur la parcelle 985 ; l'une, très importantes est imposée sur un revenu de 2 200 tandis que la seconde l'est pour un revenu de 400. L'hôtel figure sur le plan de Luchon de la même année (P. et B. de Gorsse, 1942). Dès 1854, il est mentionné dans l'Annuaire général du commerce : tenu par un dénommé Fontès, il est noté comme "confortable, élégance, table d'hôte bien servie". Un article du Monde illustré indique qu'en 1858, le propriétaire de l'hôtel Bonnemaison fait tripler l'édifice afin notamment d'y établir, à une époque où le casino n'existe pas encore, un cercle de jeu. Le cadastre indique en 1861 une augmentation de construction sur la parcelle 985 appartenant à Amédée Bonnemaison qui doit appartenir à la même campagne de construction.
L'hôtel est resté très coté pendant longtemps et ne cesse d'être cité par la presse et les guides de voyages qui en vantent le confort et la bonne compagnie (Journal Théâtre de Paris, 1864), la qualité de premier ordre et la situation, entre Quinconces et allée (Guide Joane 1908, Figaro 1938) la cuisine renommée et le confort (Univers israélite 1937). D'après Bertrand de Gorsse (1950, p. 19), le comte de Bismarck y aurait séjourné en septembre 1862 en compagnie du prince et de la princesse Orloff. L'auteur confirme que l'hôtel était initialement composée de deux corps de bâtiments, l'un sur une cour donnant sur l'allée d'Etigny, le second sur la rue d'Espagne, qui étaient séparés par une seconde cour donnant sur les Quinconces. Cette configuration est connue par un dessin de Victor Petit (panorama de l'allée d'Etigny publié dans l'album "Bagnères-de-Luchon dans la poche") Le corps central qui a remplacé cette cour aurait été ajouté par la suite, bien intégré à l'ensemble mais avec néanmoins un parti un peu différent. Cette extension est représentée sur le Panorama de Bagnères-de-Luchon, également de Victor Petit, publié entre 1854 et 1855 (elle figure aussi sur une lithographie de Mercereau autour de 1860) : elle correspondrait donc plutôt aux travaux indiqués par Le Monde illustré.
Le belvédère qui surmonte l'angle ouest de l'hôtel n'est pas visible sur toutes les cartes postales anciennes : il a vraisemblablement été construit au début du 20e siècle. L'aménagement d'un bâtiment sur cour desservi par un réseau de coursives et de passerelles où prédomine le métal date certainement du tournant du 20e siècle ; il est visible sur les photographies aériennes de 1921.
En 1943 (de Gorsse, op. citée), la propriétaire de l'hôtel le met en vente, transformant les 100 chambres en 55 appartements séparés : l'hôtel devient alors le Palais d'Etigny. Initialement, le soubassement devait abriter les pièces de service et les combles loger le personnel.
