Комплекс Мариентальской крепости включал пятиугольный в плане замок и покрытый дерном лабиринт земляных укреплений с двумя подъемными мостами и колодцем. Три яруса земляных валов с пятью зубцами бастионов, фланкированные Горн-верком, Равелином и Линна-флешем, окружали замок по периметру и служили ему подножием. Возведенные по всем правилам фортификационного искусства, они содержали также между флангами ограду из частокола и занимали внушительную площадь вплоть до берегов Славянки и Тызвы. Через них было сооружено еще два подъемных моста.
Внизу с внешней стороны расположились Горн-верк и колодец у Тызвы, соединявшиеся «покрытыми путями» с Никольскими воротами и Озерным бастионом в верхних ярусах; Равелин и Линна-флешь с «длинными покрытыми путями» и Малый подъемный мост через Славянку. Бастионы, устроенные в верхнем ярусе, прикрывали периметр замка. Озерный бастион стоял перед Большой флажной башней со стороны Мариентальского пруда. С восточной стороны находились Линна-бастион с Линна-Берм и Линна-куртиной, Линна-капонирами, Линна-фасобреей.
С южной стороны Большого подъемного моста и Никольских ворот разместились укрепления Казарм: Казарм-бастион с Казарм-Бермом, Казарм-куртиной, Казарм-капониром и Казарм-покрытым путем. Линна-куртина соединяла Казарм- и Линна-бастионы. С северной стороны Никольских ворот помещался Госпиталь-бастион с Госпиталь-куртиной, Госпиталь-капониром, Госпиталь крытым длинным путем от Горн-верка к Никольским воротам.
Помещенное внутри крепостных сооружений здание с черепичными крышами имело замкнутый внутренний двор. В сравнении с рядовой исторической застройкой Павловска оно выделялось крупными габаритами и значительной высотой – основным размером от одного до трех этажей (под частью здания имелись сводчатые подвалы) – и возвышающимися над ним башнями. Самую высокую из них, круглую, обращенную в сторону Мариентальского пруда и Большого дворца, завершала слегка вогнутая конусообразная крыша с флагштоком. Высота башни с флагштоком составляла в целом более половины всего сооружения. Внутреннюю Малую башню-донжон, соединявшуюся с Большой флажной башней переходом на крыше, увенчивал зубчатый парапет. Въезд в замкнутый пятиугольный внутренний двор замка осуществлялся через Никольские ворота, выдвинутые вперед и являвшие собой две соединенные аркой одноэтажные кордегардии. За воротами следовала арка под часовой квадратной башней (надвратной) и еще одна – сквозная в основном объеме здания.
Со стороны Мариентальского пруда в Большой башне имелась входная дверь и балкон над ней. Фасад этой башни, обращенный в сторону Большого дворца, украшали два рельефа в виде геральдических щитов с изображением императорского двуглавого орла с короной, скипетром и державой. Над Никольскими воротами помещалась богатая скульптурная композиция с изображением воинских доспехов, оружия и знамен. Часы с боем (и позже – герб города, утвержденный императором Павлом в 1801 г.) – установили на надвратной башне.
Второе название замка – Бибс – содержится в контексте хроники двора великого князя Павла Петровича. В августе 1795 г. в саду сыграли интермедию «Прощание нимф Павловского» на французском языке. В спектакле упоминаются некоторые садовые здания, названные именами действующих лиц, певцов и «счастливых жителей окрестностей». Среди них – житель замка барон Бибс.
Данью «историческим воспоминаниям», характерным для семантики пейзажных садов, стали укрепленные у Никольских ворот две доски с текстами. Если в придворцовой части Павловского парка надписи посвящались семейным событиям, то здесь одна из досок сообщала, что «Мариенталь построен в 1778 году». Еще одна надпись, выполненная на мраморной плите, почти дословно воспроизводила слова документального источника и была уникальным мемориальным текстом, посвященным Северной войне: «Вал сей – остаток укрепления, сделанного шведским генералом Крониортом в 1702 г., когда он, будучи разбит окольничим Апраксиным, ретировался через сей пост к Дудоровой горе. См. Журнал государя Петра I». Эти доски перенесли с дворца Мариенталь, прежде находившегося на месте замка.
Крепость Мариенталь – самое романтическое произведение архитектора В. Бренна. Живописная композиция асимметрична, она подчеркивает необычайно активную роль крепостного ансамбля в организации окружающего пространства. Отсюда начинается парковая композиция долины реки Славянки, завершаясь павильоном в виде мельницы – Пиль-башней. Между ними находились Большой Трельяж, Большой дворец, Колоннада Аполлона, Храм Дружбы, прогулочная дорожка вдоль берега и прихотливо извивающееся русло Славянки, прерывающееся широкими водными зеркалами Мариентальского, Фасадного и Пильбашенного прудов.