Дворец был построен «глаголем» (в плане дворцовое здание имеет форму буквы « Г»). Вход осуществлялся со двора в корпус, стоящий на набережной Мойки. В конце XVIII — начале XIX века Андрей Воронихин перестроил весь северо-западный угол здания, устроив вход с Невского проспекта. Он также реконструировал и создал заново ряд интерьеров в классицистическом стиле, в том числе, во вновь пристроенных корпусах — восточном и южном.

В 1842 году Петр Садовников завершил формирование южного корпуса дворца и стилистически объединил все дворовые фасады в «растреллиевском духе», придав парадному двору общее стилевое звучание.

На протяжении почти двухвековой истории Строгановского дворца его интерьеры неоднократно переделывались в соответствии с меняющейся модой и потребностями владельцев. В их создании принимали участие более десятка архитекторов, среди которых Франческо Бартоломео Растрелли, Андрей Воронихин, Федор Демерцов, Иван Колодин, Карл Росси, Петр Садовников и др. К началу двадцатого века многие помещения дворца безвозвратно утратили свой первоначальный облик, а некоторые из них сохранили лишь отдельные его элементы.

В 1918 году Строгановский дворец был национализирован и превращен в « Народный дом-музей (бывший Строганова)», формирование экспозиций которого было поручено Государственному Эрмитажу. В 1929 году помещения дворца были переданы ВАСХНИЛ (Всесоюзной Академии Сельскохозяйственных наук им. Ленина) для размещения здесь Института прикладной ботаники, и музейная жизнь дворца закончилась. Художественные коллекции Строгановых были распределены по разным музеям страны, а часть из них продана за границу.

К концу 1930-х годов Строгановский дворец занимали уже несколько арендаторов, главным среди которых был «Электромортрест» Наркомата судостроительной промышленности. С 1970 года генеральным арендатором становится Ленинградское предприятие «Эра» МСП СССР.

4 апреля 1988 года Ленгорисполком принял решение № 248 «Об освобождении и передаче Русскому музею помещений бывшего Строгановского дворца».

Проведенные в период 1989-2003гг. Государственным Русским музеем реставрационные работы позволили возвратить Строгановскому дворцу, одному из немногих частных жилых строений, сохранившихся в историческом центре города, его первоначальный внешний облик в соответствии с замыслом Ф. Б. Растрелли.

Теперь здесь открыт для посетителей Большой зал — единственный в Петербурге интерьер, сохранивший подлинное декоративное убранство Растрелли и уникальный плафон Дж. Валериани «Триумф Героя».

Восстановлены две анфилады парадных залов второго этажа, оформленных самыми известными русскими архитекторами XVIII-XIX веков — Ф. Демерцовым, А. Воронихиным, П. Садовниковым, И. Колодиным.

В 1992 году по инициативе баронессы Элен де Людингаузен, внучатой племянницы графа Сергея Александровича Строганова (1852-1923), в Нью-Йорке был учрежден Благотворительный Строгановский фонд.

Задачей Строгановского фонда является финансовая поддержка реставрационных проектов Строгановского дворца, дворцов-музеев Санкт-Петербурга и его пригородов и воссоздания храмов России.