Im Wilhelmspalais präsentiert das StadtPalais – Museum für Stuttgart die Geschichte der Stadt und wurde dafür im April 2018 eröffnet. Das Palais selbst war einst Wohnsitz des letzten württembergischen Königs Wilhelm II. und diente von 1965 bis 2011 als Hauptsitz der Stadtbücherei Stuttgart.
Die Einrichtung des Museums geht auf eine städtebauliche Folgeentscheidung zurück: Nach dem Beschluss des Gemeinderats von 1998 entstand eine neue Zentralbibliothek am Mailänder Platz im Europaviertel, die im Oktober 2011 fertiggestellt wurde. Dadurch wurde das Wilhelmspalais frei für eine neue Nutzung. Ein Realisierungswettbewerb fand 2009 statt; nach Überarbeitung des Entwurfs sprach sich die Jury am 26. Februar 2010 einstimmig für dessen weitere Bearbeitung aus. Nach einer Phase kultureller Zwischennutzung begann Ende 2013 der Umbau zum Stadtmuseum; die Eröffnung erfolgte am 14. April 2018. Die Umbau- und Einrichtungskosten wurden mit 38,3 Mio. € inklusive Landesförderung veranschlagt.
Das Museum verteilt seine Angebote über mehrere Ebenen: Im Erdgeschoss befinden sich Foyer, Café, ein Veranstaltungsraum und ein Sonderausstellungsraum. Im ersten Obergeschoss zeigt die ständige Ausstellung „Stuttgarter Stadtgeschichten“ auf etwa 900 m² zentrale Kapitel der Stadtentwicklung. Im zweiten Obergeschoss steht ein weiterer Sonderausstellungsbereich von rund 450 m² mit Schwerpunkten Stadtgeschichte und Architektur. Im Gartengeschoss liegt das „Stadtlabor“ als Kinderbereich mit Werkstatt auf etwa 450 m² und einem Außenbereich.
Das StadtPalais bietet ein breites Vermittlungsprogramm für verschiedene Zielgruppen: Führungen, Workshops und Formate für Familien, Schulklassen, Kinder und Jugendliche wie die „Kinderbaustelle“, partizipative Formate im Stadtlabor sowie barriereorientierte Angebote und öffentliche Veranstaltungen wie Diskussionsrunden, Filmvorführungen und Aktionstage. Zum Stadtmuseum Stuttgart gehören außerdem das Hegelhaus, das Stadtmuseum Bad Cannstatt, das Städtische Lapidarium sowie die Heimatmuseen Möhringen und Plieningen.