Его ансамбль формировался на протяжении около 50 лет тремя поколениями архитекторов и оформителей: Чарлз Камерон, Винченцо Бренна, Джакомо Кваренги, Андрей Воронихин, Карло Росси.
Архитектором дворца был британский архитектор Чарлз Камерон, взгляды которого часто не совпадали с мнением императора Павла I. Главной претензией Павла были размеры дворца: недостаточные для резиденции будущего императора России, поэтому сразу после коронации в 1796 году император начал его перестройку и расширение, а руководителем назначил помощника Камерона, итальянца Виченцо Бренна. Бренна надстроил служебные корпуса и галереи, сделав их двухэтажными, но постарался не нарушить целостность композиции, задуманной Камероном, поэтому центрального корпуса переделка не коснулась.