Созданные Щелкаловым постройки были уничтожены в Смутное время, до наших дней сохранился только созданный им пруд. Усадьбу, боярский дом и Троицкую церковь восстанавливает князь Черкасский, которому Останкино пожаловано царем Михаилом Федоровичем в 1601 году.
Унаследовавший земли племянник князя Яков с 1642 обустраивает в Останкино охотничьи угодья, а его сын, Михаил Яковлевич, вместо обветшавшей деревянной церкви возводит каменную, и приказывает насадить кедровую рощу. К началу XVIII века усадьба становится одной из красивейших в Подмосковье. В 1743 году внучка Михаила Яковлевича, княгиня Варвара Алексеевна, единственная дочь канцлера Российской империи, князя Алексея Михайловича Черкасского, одна из богатейших невест Москвы, выходит замуж за графа Пётра Борисовича Шереметева, усадьба Останкино входит в состав приданного.
Поскольку Петр Борисович жил в своей родовой усадьбе в Кусково, Останкино в основном использовалась для хозяйственных целей. Не смотря на это, по его указанию был разбит парк, выстроены теплицы и оранжереи, а так же частично перестроен дом.
В 1788 году, после кончины отца, усадьбу унаследовал его сын Николай Петрович Шереметев.
Ансамбль Останкино складывался на протяжении нескольких столетий и окончательно сформировался при графе Н. П. Шереметеве на рубеже XVIII—XIX вв. Интерьеры дворца почти в полной мере сохранили свой декор и убранство. Одной из главных достопримечательностей является художественный наборный паркет. Оригинальный облик придаёт залам обилие резного золочёного дерева. Люстры, мебель и другие предметы убранства находятся на первоначальных местах. Останкинский дворец — практически единственное в России театральное здание XVIII века, сохранившее сцену, зрительный зал, гримёрные комнаты и часть механизмов машинного отделения.
С 1918 года Останикно — государственный музей, в котором сейчас можно увидеть подлинные интерьеры XVIII в., услышать музыку того времени и оперы из репертуара шереметевского театра.