В проектировании и строительстве Мариинского дворца, кроме главного автора его проекта, участвовали зодчие П. Риглер, А. Адамани и выпускники Академии художеств: молодые архитекторы П. Кармин, И. Козлянинов, В Шрейбер, художники Ф. Ланге, Ф. Томсон. Отделочные работы дворцовых интерьеров выполнили опытные мастера-лепщики Т. Дылев, И. Яишников, И. Косолапов и другие. Любопытно, что все они, в соответствии с императорским указом, зачислялись на государственную службу и давали официальную расписку оригинальной формы: «Я, нижеподписавшийся, сим объявляю, что я ни к какой масонской ложе и ни к какому тайному обществу ни внутри Империи, ни вне ее не принадлежу и обязуюсь впредь к оным не принадлежать и никаких сношений с ними не иметь».
Интерьеры Мариинского дворца представляли большую художественную ценность. Анфиладу парадных залов автор проекта расположил перпендикулярно главному фасаду. По второму этажу от балкона с шестью вазами на столбах последовательно идут в глубь здания Приемный зал, Ротонда, Темный (квадратный) зал и Большой зал, обустроенный в 1907 г. на месте первоначального дворцового Зимнего сада.
Зодчий полностью выполнил требование заказчика – императора Николая I: «Создать внутри дворца условия комфортного проживания в нем».
Все нежилые и служебные помещения ориентировались на проезжую часть, а жилые покои зодчий разместил во внутренней части дворца, удаленной от источников городского шума и пыли. Напротив южного фасада здания разбили обширный сад, а в правом крыле здания соорудили пандус, расположенный в отдалении от парадных залов. По нему на колясках или «пешком без одышки» по эллиптическому пологому подъему из вестибюля можно было подняться на любой этаж. Обустройство пандуса предписал Николай I для «незатруднительного» передвижения по дворцу Марии Николаевны, страдавшей заболеванием суставов ног. Второй аналогичный пандус, завершавшийся на уровне второго этажа, оборудовали на стороне садового фасада здания.
Созданная Штакеншнейдером первая в истории отечественного зодчества XIX столетия анфилада залов располагалась не параллельно главному фасаду дворца, а развивалась в глубину, по центральной оси здания. Дворцовая анфилада открывалась Приемным залом, расположенным над вестибюлем и предшествующим самому эффективному из всех дворцовых помещений – двухъярусной Ротонде – центру композиции всего Мариинского дворца. В отделке стен Приемного зала использовался искусственный мрамор самых разных цветов и оттенков. Во фризе размещены барельефы с сюжетами периода Троянской войны. Пол этого зала украшал изумительной красоты наборный паркет из пород ценного дерева, сложного рисунка. Особый интерес представляют палисандровые двери Приемного зала, инкрустированные изящными бронзовыми декоративными вставками, перламутром и слоновой костью. Их специально для Мариинского дворца изготовили в 1842 г. знаменитые мастера из Мюнхена.
Двухъярусная Ротонда, украшенная тридцатью двумя каннелированными колоннами из белого искусственного мрамора, эффективно обрамляющими ее интерьер, перекрыта куполом и освещена верхним светом, проникающим в помещение через проем в куполе.
Позолоченная лепка, паркет с наборным фризом и центральной розеткой, бронзовые люстры между колоннами дополняют и усиливают роскошную отделку главного зала дворца.
К Ротонде примыкал Темный, или Квадратный, зал с изящной росписью в помпейском стиле. Его стены и перекрытия украшали многочисленные художественные вставки сюжетного и орнаментального характера, яркие по цвету и разнообразные по своему содержанию.
По открытому проходу из Темного зала можно было проследовать в Зимний сад дворца, где находились многочисленные экзотические растения. В начале ХХ столетия, во время перестройки Мариинского дворца и размещения в его помещениях Государственного совета, этот замечательный сад пришлось ликвидировать, чтобы на его месте оборудовать зал заседаний Государственного совета (1906–1907 гг.). Перестроечными работами в Мариинском дворце в тот период руководил архитектор Л.Н. Бенуа.