С момента окончания строительства в 1762 году по 1904 год использовался в качестве официальной зимней резиденции российских императоров. В 1904 году Николай II перенёс постоянную резиденцию в Александровский дворец в Царском Селе. С октября 1915 года до ноября 1917 года во дворце работал госпиталь имени цесаревича Алексея Николаевича. С июля по ноябрь 1917 года во дворце размещалось Временное правительство. В январе 1920 года во дворце открыт Государственный музей революции, разделявший здание с Государственным Эрмитажем вплоть до 1941 года.
Первый дворец — Свадебные палаты
Второй дворец — Зимний дворец Петра I
Третий дворец — дворец Анны Иоанновны
Всего за период 1711—1764 годов в городе возводилось пять зимних дворцов.
С 1754 по 1762 год идёт строительство существующего и в настоящее время здания дворца, ставшего в то время самым высоким жилым зданием в Санкт-Петербурге. Здание включало в себя около 1500 комнат. Общая площадь дворца порядка 60.000 кв. м. Елизавета Петровна не дожила до окончания строительства, принимал работу 6 апреля 1762 года уже Пётр III. К этому времени была закончена отделка фасадов, но многие внутренние помещения ещё не были готовы. Летом 1762 года Петра III свергли с престола, окончено строительство Зимнего дворца уже при Екатерине II.
Прежде всего императрица отстранила от работ Растрелли. Отделкой интерьеров дворца занимались архитекторы Ю. М. Фельтен, Ж. Б. Валлен-Деламот и А. Ринальди под руководством Бецкого.
По первоначальной, сделанной Растрелли, планировке дворца самые большие парадные залы находились во 2 этаже и выходили окнами на Неву. По замыслу зодчего, путь к громадному «Тронному» залу (который занимал всё пространство северо-западного крыла) начинался с востока — с «Иорданской» или, как она прежде называлась, «Посольской» лестницы и пролегал через анфиладу из пяти аван-залов (из них три средних зала составили впоследствии нынешний Николаевский зал).
