Использование Брюлловым ценного материала в оформлении интерьера зала было связано с открытием на Урале сравнительно больших запасов малахита и возросшим интересом к цветному камню. Малахит на отделку зала поступал из Меднорудянского рудника (близ Нижнего Тагила). Обработка камня велась на Петергофской гранильной фабрике.
Все изделия из малахита изготовлялись по способу русской мозаики, суть которой заключается в подборе рисунка из небольших кусочков малахита на специально заготовленную основу - форму предмета. Таким способом изготовлены колонны, пилястры и камины, на больших поверхностях которых особенно наглядно видна вся красота этого своеобразного причудливого камня.
Для архитектуры Малахитового зала характерно эклектическое соединение элементов бытовавших ранее стилей. Это сказалось в чрезмерной насыщенности и измельченности золоченого орнамента потолка, исполненного из папье-маше мастером Дылевым, на рисунке деревянных резных позолоченных дверей, в орнаменте наборного паркетного пола. Тем не менее, зал производит эффектное впечатление.
В Малахитовом зале представлены разнообразные изделия из малахита, созданные в начале и, главным образом, в 30 - 40-х годах XIX века. Среди ранних произведений обращает внимание стоящая в центре зала круглая плоская ваза, укрепленная на треножнике из золоченой бронзы с крылатыми женскими фигурами и козьими ногами, с тирсом в центре. Ваза по-видимому исполнена в первые годы XIX века. Интересна монументальная малахитовая ваза яйцевидной формы с выпуклыми долями, сделанная около 1825 года по рисунку С. И. Гальберга. Она стоит в простенке между окнами, на фоне зеркала, оправленного в раму из золоченого дерева и бронзы, имеющую вид навеса; рама была исполнена по рисунку архитектора О. Монферрана в 1830 году охтинским резчиком Андреем Тарасовым. Следует отметить два больших бронзовых торшера, отделанных малахитом, - характерные примеры увлечения готикой.
В экспозиции зала представлены также столы, вазы, канделябры и небольшие изделия из малахита, размещенные в витринах. Многие из этих предметов выполнены в первой четверти XIX века в стиле ампир и отличаются строгостью форм и почти ювелирной обработкой бронзовых украшений. В целом, все изделия свидетельствуют о высоком вкусе и замечательном камнерезном искусстве русских мастеров.
Помещением, смежным с Малахитовым залом, является Малая столовая. Эта сравнительно небольшая комната после пожара была отделана архитектором А. П. Брюлловым и служила столовой для семьи Николая I. Потолок и стены украшала живопись, напоминавшая помпейские росписи. В таком виде она просуществовала вплоть до 1894 года, когда архитектор Р. Ф. Мельцер заново отделал столовую в стиле позднего рококо, в светлых жемчужных тонах.
Отделку отличает большое количество лепных украшений с орнаментальными рамками, в которые вмонтированы четыре шпалеры мастеров петербургской шпалерной мануфактуры. Три - из серии «Страны света» - исполнены в 1745 г. На них изображены аллегории стран света - Азии, Африки и Америки - в виде женских фигур в фантастических одеждах, окруженных животными. Четвертая шпалера - «Лебеди» - относится к 1783 году.
Привлекает внимание хрустальная люстра XVIII века работы английских мастеров. Богато декорированная люстра снабжена музыкальным механизмом, исполнявшим подряд несколько мелодий.
По проекту архитектора Мельцера сделана и мебель для этой столовой, также выдержанная в стиле, характерном для конца XIX века. Это три витрины-горки и стулья, обитые белым серебристым штофом с цветочным узором. В витринах-горках помещены изделия из стекла XVIII века, исполненные на Казенном стеклянном и ряде частных заводов России.
Паркетный пол, набранный из ценных цветных пород дерева, частично повторяет рисунок потолка, украшен завитками и розами.
Малахитовый зал и Малая столовая интересны не только как архитектурно-художественные памятники, но и тем, что непосредственно связаны с величайшими событиями, происшедшими в нашей стране в 1917 году.
С июля 1917 года в Малахитовом зале происходили заседания контрреволюционного буржуазного Временного правительства. Во время Октябрьского вооруженного восстания, когда в руках восставших был уже весь Петроград, Зимний дворец все еще находился под охраной юнкеров и ударных батальонов. В ночь с 25-го на 26-е октября (7 - 8 ноября) 1917 года Зимний дворец был взят штурмом. Временное правительство, укрывшееся в соседнем с Малахитовым залом помещении - Малой столовой, было арестовано Военно-революционным Комитетом Петроградского Совета рабочих и солдатских депутатов.