Мариинский дворец был сооружен в 1839–1844 годах по проекту архитектора А.И. Штакеншнейдера. При постройке дворца архитектор использовал самые современные приспособления и материалы. Все перекрытия во дворце выполнены не из дерева, а из стали. Для отделки стен был выбран теплый песчаник, а не традиционный, но холодный мрамор. Все жилые помещения обращены во внутреннюю часть дома. Благодаря системе дворов, все комнаты хорошо освещены, в них тихо и тепло. Также во дворце были проведены водопровод и канализация.

Во дворце имелась домовая церковь Святого Николая Чудотворца, отделанная в византийском стиле. Все ризы и пелены для храма были изготовлены из голубого с серебром бархата. Залы дворца украшали картины мастеров итальянской, французской, немецкой и голландской школ: герцог Максимилиан унаследовал от отца богатую коллекцию живописи в Мюнхене и привез многие полотна в Россию.

Жителям Петербурга поначалу было непривычно видеть несимметричное здание: правое крыло располагалось под некоторым углом к центральному фасаду и было на 30 метров короче левого. Тем не менее, дворец идеально вписался в архитектурный ансамбль Исаакиевской площади. Он выполнен в вошедшем тогда в моду стиле эклектика. В отличие от ампира, диктовавшего единый стиль для построек любого типа, эклектика провозглашала свободу формы и стиля здания в зависимости от его функции. Находящийся в окружении классических построек Мариинский дворец был отделан в таком же строгом стиле, и потому не выглядел чуждым.