Совсем иное впечатление производит здание со стороны парадного плаца, для подъезда к которому устроена широкая Тройная липовая аллея. В главном фасаде не ощущается уже той интимности и усадебной простоты, которая отличала дворец на первом этапе его строительства. Вместо гостеприимно распахнутых, полукругом открытых одноэтажных галерей, шедших от главного корпуса в сторону парка, что было характерным для сельских усадеб, здесь двор почти замкнут пристроенными флигелями, а здание приняло вид официальной резиденции.
После воцарения Павла у владельцев Павловска возникло желание придать своей загородной даче облик дворцовой постройки. Эта задача возложена была на архитектора В. Бренна. По его проекту надстроены добавочные этажи над служебными флигелями и к ним пристроены ещё два крыла, которые полукругом почти замкнули парадный двор. (Был даже проект сооружения глубокого рва перед входом на плац.) К южному служебному флигелю Бренна добавил Церковный корпус с галереей, южный фасад которого обращён к городу (ул. Революции). Вновь выстроенные части дворца Бренна обильно украсил по фасадам парадной декоративной лепкой. Знамёна, доспехи древних воинов, панцири, щиты, шлемы, мечи и копья сочетались на фасаде с декоративными гирляндами, рогами изобилия и вензелями владельцев. Благодаря пристройкам во дворце появились новые парадные залы: Картинная галерея, Тронный зал, Церковь, Кавалерская комната и ряд других.
В 1807 году с северо-западной стороны дворца живописец-декоратор П. Гонзаго создал Галерею фресок: по сырой штукатурке были изображены эффектные залы с колоннадами, арками и лестницами, столь искусно выполненные, что зрителем они воспринимались как натуральные.
В 1822 году над Галереей Гонзаго архитектор К. Росси выстроил деревянное помещение Библиотеки, поддерживаемое сдвоенными колоннами Галереи Гонзаго, установленными так, что они не закрывали фресок. Большие полуциркульные окна Библиотеки и богатая лепка фасада, оштукатуренного и окрашенного так же, как и дворец, гармонировали с общим характером здания. Росси искусно сумел включиться в общий ансамбль постройки, не нарушая замысла предшествовавших ему архитекторов.
Единство архитектурного ансамбля Павловского дворца является одним из главнейших его достоинств. Создававшие его архитекторы работали в те годы, когда русская архитектура, при всём её многообразии, была объединена общим направлением, — это было становление и развитие русской классики в зодчестве. На примере Павловского дворца можно проследить, как развивался и созревал классицизм в русской архитектуре.
Фасады дворца не однообразны, с каждой стороны они оформлены различно.
Главный фасад с парадным двором виден вблизи со всеми галереями и пристройками, а со стороны Тройной липовой аллеи он вырисовывается своим центральным корпусом с колоннадой и куполом. Этот фасад обращён на восток и с первыми же лучами солнца предстает ярко освещённым на фоне окружающих деревьев.
Северные фасады дворца и его пристроек оформлены более сурово и строго и почти полностью закрыты высоко растущими деревьями, подобранными из различных пород так, чтобы их кроны, разнообразные по контуру и цвету листвы, чётко вырисовывались на фоне золотистой окраски стен здания.
Южный фасад, соприкасающийся с Собственным садиком, отделан более тщательно и изысканно: окна второго этажа украшены колоннами и лепными наличниками, а у дверей к залам нижнего этажа устроены террасы и балконы с площадками и ступенями. Две террасы с балюстрадами (около юго-западных фасадов) выполнены по проектам архитектора Д. Кваренги, а один из балконов (Палатка) сооружён А.Н. Воронихиным и дополнен архитектором К.И. Росси.
Большой дворец со стороны реки Славянки.
Залы дворца, не предназначавшиеся вначале для больших парадных приёмов, отличаются уютом и изяществом. Особенно совершенны по своей отделке помещения центрального (главного) корпуса — Греческий и Итальянский залы, Туалетная в северной анфиладе, Столовая первого этажа и Бильярдная комната.
Итальянский зал помещён в центре главного корпуса и занимает второй и третий этажи здания. Круглый в плане и перекрытый куполом, он является композиционным центром планировки дворца; вокруг него расположены все остальные залы. Постройка зала решила и внешний облик дворца, его купол высится над центральной частью здания. Зал освещается верхним светом через фонарь в центре купола. Пол выложен из мрамора, стены облицованы сиренево-розовым искусственным мрамором и украшены лепкой и позолотой. Под куполом устроены хоры для оркестра. В нишах стен установлены подлинные античные статуи.