Павильон на острове построен в 1842—1844 годах по проекту архитектора Андрея Ивановича Штакеншнейдера (1802—1865) и является доминирующим архитектурным сооружением Колонистского парка. Император Николай I подарил его своей супруге Александре Федоровне. Она была увлечена архитектурой древнеримских Помпей, поэтому в оформлении и планировке павильона воспроизводился облик древнеримских домов, найденных около Неаполя при раскопках погребенного под слоем вулканического пепла античного города Помпеи.
После революции в павильоне был открыт музей, который просуществовал до 1933 года. Впоследствии Царицын павильон, как и многие другие петергофские музеи, был закрыт, а музейные коллекции, в основном, перевезены в кладовые Большого дворца.
Во время Великой Отечественной войны немцы устроили в павильоне наблюдательный пункт. Здание пострадало от небрежного обращения и протечек, но не было разрушено. Значительно пострадала коллекция, полностью была утрачена вся мебель (предположительно сгоревшая в Большом дворце в первый день оккупации).
Во второй половине 20 века Царицын павильон пустовал, но охранялся и регулярно проветривался. Во многом благодаря этому здесь сохранились подлинные мозаичные полы, колонны и частично стенная роспись. Реставрационные работы велись с большими перерывами и закончились только в 2005 году, когда Царицын павильон вновь открылся для посетителей.
Архитектура
Царицын павильон расположен на Царицыном острове, посреди Ольгиного пруда. Это асимметричное в плане здание, завершенное трехэтажной башней с наружной лестницей. От главного фасада (западного) к воде спускается массивная терраса с парапетом, украшенном чугунными вазами.
В отделке интерьеров павильона использованы различные виды мрамора (белый, серый, красноватый, черный, голубоватый, сибирский, финляндский), помпейская мозаика, подлинные произведения античного и ренессансного искусства.
С северной стороны к павильону примыкает Собственный сад (Собственный сад у Царицына павильона со скульптурой), украшенный скульптурой, каменными скамьями и фонтанами.