Великий палац в Гатчині був закладений в 1766 році, коли Гатчинська садиба належала графу Григорію Орлову. Автор проекту, відомий архітектор Антоніо Рінальді, задумав звести палац у вигляді мисливського замку з вежами і підземним ходом. Основна будівля палацу з'єднувалося напівкруглими відкритими галереями зі службовими корпусами - Кухонним та Конюшенным каре. Зовні палац був облицьований місцевим каменем.

Пізніше Гатчинський палац був перебудований під керівництвом архітектора Ст. Бренны - згідно смакам і нахилам Павла. Наскрізні арки для проходу в парк і прорізи між мармуровими колонами на відкритих галереях були закладені, а службові корпусу - надбудовано. Луг перед фасадом палацу перетворився в плац-парад, який обнесли бастіонної стіною; прорили і наповнили водою рів, через який перекинули чотири підйомних мосту.

Внутрішні приміщення палацу також були перебудовані. На першому поверсі головного корпусу розташувалися особисті кімнати Павла, які і зараз являють собою блискучий зразок житлового інтер'єру XVIII століття. На місці двох кімнат палацу була створена Мармурова їдальня, яку прикрасили шістнадцять колон каррарського мармуру і барельєфи із зображенням сцен з життя Діоніса, давньогрецького бога виноробства. Суміжну з Мармурової їдальні - Тронную Павла I - облаштували на місці кабінету графа Орлова. Особливою прикрасою Тронної був паркет з чудовим малюнком, виконаним з різних порід дерева. Білий зал, призначався для урочистих прийомів, був прикрашений мармуровими барельєфами та скульптурами, частина яких була встановлена ще при Орлові.

В Конюшеному каре, перебудований за проектом В. Бренны, були влаштовані театр, бібліотека і арсенал. З останнім пов'язана нова назва каре - його стали називати Арсенальним. У правому півкруг, що з'єднував Арсенальне каре з головним корпусом, була влаштована Грецька галерея, в лівому півколо, яке вело Кухонне каре, - Збройова і Чесменська галереї. В Оружейній галереї розмістили колекцію старовинної зброї, в Чесменській - три величезні картини художника Ф. Гаккерта з епізодами Чесменського битви.

У 1845 році палац знову почали перебудовувати. На цей раз перебудова палацу було доручено архітектору Р. Кузьміну, який повинен був відреставрувати головний корпус палацу і збільшити число житлових приміщень для імператорської сім'ї. За проектом Кузьміна службові корпусу - каре - були надбудовані до висоти галерей. У Арсенальном каре розмістилися апартаменти Миколи I. інтер'єрів палацу Кузьмін додав Парадний вестибюль, Мармурові сходи, Китайську і Готичну галереї.

Після Жовтневої революції Гатчинський палац став державним музеєм, в якому розміщувалося близько 54 тисяч найцінніших експонатів. Під час Великої Вітчизняної війни стараннями працівників музею вдалося зберегти приблизно п'яту частину цих цінностей. Сам палац сильно постраждав від бомбардувань, а внутрішня обробка була практично повністю втрачена.

Гатчинские сади і парки мальовничі по плануванню і багаті різноманітною рослинністю, посадженої з урахуванням відмінності відтінків листя і хвої. В парках - численні мости, тераси, ефектні кам'яні сходи, павільйон Орла на Довгому острові, павільйон Венери на острові Кохання, Березові і Адміралтейські ворота, Лісова оранжерея, Пташник. Унікальний по техніці виконання землебитный Приоратский палац, схожий на середньовічний замок. У 1971-1975 відтворений оригінальний павільйон Березовий будиночок, що зовнішнім виглядом нагадує велику стіс березових дров. Основою композиції прославлених парків Гатчини служать його мальовничі водойми - Біле і Срібне озера, Карпін ставок і розділяють їх острови і півострови.