Художник купил участок в 1899 году на имя своей гражданской жены Наталии Нордман. Усадьба представляла собой заросший, запущенный кусок земли с низеньким домиком на берегу Финского залива в поселке Куоккала. В этом же году они принялись за благоустройство территории, осушили болота, а самые сырые места превратили в пруды. В итоге получился живописный парк с цветущими клумбами, мощеными дорожками, прудами, деревянными мостиками, скамейками, беседками, березами, елями и яблонями. Приезжали они сюда каждое лето, а после 1903 года переехали на постоянное место жительства, отсюда Репин ездил на занятия с учениками в Академию художеств.
в 1904 году со стороны парка была пристроена зимняя веранда наподобие стеклянной пирамиды. Это светлое помещение использовалось Репиным в качестве мастерской. Впоследствии художник украсил наружные стены веранды резными узорами в виде грифонов. Дом продолжал разрастаться и благоустраиваться. Потом, в 1906 г. появился второй этаж с затейливыми скатами кровли, резными украшениями и стеклянной крышей над двумя мастерскими, пристроен кабинет, а над ним — просторный открытый балкон, примыкающий к мастерской. Дом принял несколько причудливый вид сказочного терема. Строительство в «Пенатах» велось без предварительного плана, все помещения создавались по рабочей необходимости. Работы осуществлялись по замыслу и эскизам самого Репина и под его непосредственным наблюдением. В оформлении дома были использованы мотивы народных узоров. В архитектуре жилища соединились мотивы древнерусского искусства и северного деревянного модерна. Необычность конструкции заключалась еще и в том, что дом почти на две трети был построен из стекла.
В 1907 он уволился из Академии и переехал в усадьбу окончательно. Наталия Нордман умерла в 1914 году от туберкулеза, в этот момент она находилась на лечении в Швейцарии, там ее и похоронили. По завещанию Нордман усадьба переходила во владение Репина, после него в ведение Академии художеств. После ее смерти фактической хозяйкой «Пенатов» стала старшая дочь художника Вера Ильинична.
Весной 1930 г. Репин простудился, но, как всегда, пытался перенести болезнь на ногах. К лету он, действительно, поправился, но был очень слаб. Умер Репин 29 сентября 1930 г. после непродолжительной болезни – гриппозного бронхита, перешедшего в воспаление легких. Сын Юрий снял с лица отца и его правой руки гипсовые слепки. Гроб с телом был установлен на зимней веранде «Пенатов». Репин был отпет в куоккальской церкви по православному обряду и похоронен на том месте в усадьбе, которое выбрал для себя в 1927г.
С началом войны Вера и Юрий были эвакуированы на юг Финляндии. В 1941 в Ленинграде было принято решение вывезти личные вещи и картины художника. Всё это во время блокады хранилось в подвалах здания Академии художеств на Васильевском острове. Дом Репина, как и дом его сына Юрия и беседки в парке, сгорели. В 1948 поселок переименовали в Репино. Усадьбу восстанавливали по сохранившемуся фундаменту и старинным фотографиям. Реставрационные работы в «Пенатах» были начаты в 1955 году.
Благодаря усилиям специалистов, сегодня в «Пенатах» почти всё (парк, дом и внутренний вид комнат) воссоздано таким, каким было в наиболее значительный и интересный период жизни Репина в «Пенатах»: в 1905-1912 годах. Всего в доме восстановлено 10 комнат. Ту часть дома, где раньше располагались кухня, ванная и другие подсобные посещения, отвели под гардероб и кабинеты научных сотрудников.
Сегодня усадьба открыта для посетителей. Добраться сюда можно с Финляндского вокзала Санкт-Петербурга до станции Репино. Осмотр дома возможен только с экскурсией и по предварительной записи через официальный сайт.