Здание мраморного дворца было построено в 1768-85 годах, автором проекта стал итальянский архитектор с именем Антонио Ринальди. Находится он в конце ряда парадных зданий, которые примыкают к Зимнему дворцу. Зодчего А. Ринальди считали лучшим мастером, который создал «мраморные фасады». В Петербурге и пригороде построено более 25-ти зданий именно по его проектам. Всегда можно легко различить именно его архитектурные решения. В Россию Ринальди попал, получив приглашение от графа Разумовского. В 1754 году он стал на должность придворного архитектора князя Петра Федоровича и его жены (в будущем – императрица Екатерина II). В Ораниенбауме им был построен Китайский дворец, в Гатчине – дворец для графа Орлова и некоторые другие здания. Но, вполне возможно, Мраморный дворец – это его наизначительнейшее сооружение. Дворец должен был служить Григорию Орлову, который был фаворитом Екатерины II и который был главным организатором восшествия императрицы на престол. Название здания произошло от отделки фасадов с использованием натурального камня, что для Петербурга того времени было очень удивительным решением. Именно в это время на территории России были обнаружены месторождения мрамора в значительных объемах. Всего для отделки, как внутренней части дворца, так и наружной, использовали 32 сорта итальянского и северного мрамора. Внешне здание выполнено в стиле раннего классицизма.

У Мраморного дворца главный фасад направлен в сторону Марсового поля. Роль украшения здесь играют колонны, а фасад с противоположной стороны украшен пилястрами коринфского ордера. На аттике присутствует две статуи, автором которых является скульптор Шубин Ф.И., он же занимался выполнением композиций, которые состоят из доспехов воинов. Внутренняя скульптурно-декоративная отделка также создавалась с его участием, вместе с Козловским М.И. И сегодня еще можно увидеть отделку парадной лестницы и первого яруса стен в Мраморном зале. Парадный двор украшен оградой из копий, а также столбами с трофеями и вазами. Служебный корпус, расположенный около Мраморного дворца с восточной стороны, был построен немногим позже. Западный фасад украшен барельефом с названием «Служение лошади человеку», который выполнен скульптором Клодтом П.К.. Внешний вид дворца притягивает к себе взгляд гармонией цветов натурального разноцветного камня, северного неба и вод Невы.