Общий замысел создания замка и первые эскизы его планировки принадлежали самому Павлу. Работа над проектом началась в 1784 году. К моменту начала строительства папка проектов императора насчитывала 13 различных вариантов будущего дворца. Свой собственный замок – многолетняя мечта Павла, указ о его строительстве был издан в первый же месяц царствования Павла I. Заложен дворец был 26 февраля 1797 года.
Павел I, сын Екатерины Великой, хотел, чтобы дворец был построен так, чтобы можно было чувствовать себя в безопасности от врагов. Свою мать, Екатерину II, виновную в смерти Петра III, Павел считал узурпаторшей. Со всех сторон дворец был окружен водой. С севера и востока протекали реки Мойка и Фонтанка, а с юга и запада проходили Церковный и Вознесенский каналы. Таким образом, замок был окружен каналами (ныне засыпанными) и подъемными мостами. Канал с южной стороны подходил вплотную к цоколю, и возникало впечатление, что здание вырастает прямо из воды. Во дворец можно было добраться только по трем подъемным мостам, которые усиленно охранялись.
Ни один фасад здания не был повторяем, но, несмотря на это, дворец воспринимается как целостный объем. Главным южным фасадом замок выходил непосредственно на гранитный берег канала, отчего его стены, облицованные красным гранитом и розовым олонецким мрамором «цвета пламени и пепла», казались вырастающими прямо из воды. К главному фасаду подводили три каменных моста: средний, предназначавшийся для царственных особ и иностранных послов, и два боковых, располагавшихся под углами. С остальных трех сторон была открытая территория острова, на которую с юга, запада и севера можно было попасть по подъемным мостам. У мостов стояли караулы.
Перед воротами главного южного фасада распланировали площадь Коннетабль. В центре площади перед дворцом был установлен памятник Петру I, выполненный еще при жизни Петра Великого. На постаменте помещена лапидарная надпись: «Прадеду правнук» – в знак законности престолонаследия. Памятник возведен на пьедестал, облицованный олонецким мрамором белого, розового и зеленоватого оттенков и украшенный двумя бронзовыми барельефами – «Полтавская баталия» и «Битва при Гангуте», а также аллегорической композицией с трофеями. Через ров, окружавший площадь Коннетабля с памятником Петру I в центре, был переброшен деревянный подъёмный мост, по обоим сторонам которого стояли пушки. За памятником – ров и три моста, причем средний мост предназначался только для императорской семьи и иностранных послов и вёл к главному входу. В 2003 году во внутреннем дворе замка установлен памятник Павлу I.
