Строительство ансамбля началось в 1828 году (кроме павильонов Аничковского дворца, построенных в 1817—1818 гг.). Театр, библиотека и два симметричных корпуса за театром возводятся (без отделочных работ) одновременно менее чем за 4 месяца. В 1829 году за такой же срок застраивается Театральная улица, а в 1830 году — площадь Чернышева у моста. К осени 1832 года заканчиваются планировка и застройка улиц и площадей ансамбля. Вскоре открылась и перестроенная по проекту Росси Публичная библиотека.
Все здания театрального комплекса возведены из кирпича и оштукатурены. Первоначально они были окрашены в светло-серый тон с белыми архитектурными деталями и скульптурами, тонированными под бронзу. Лишь библиотека и павильоны сохранили свою первоначальную окраску. Желтый тон театра и корпусов, по сей день нарушающий архитектурное единство площади, появился позднее.
Если при проектировании театрального комплекса Росси, занимая ведущее положение в Комитете строений, был относительно свободен в осуществлении градостроительных замыслов, то в планировке помещений театра он был связан условиями социального заказа. Но и в тесных рамках заказа зодчий обеспечил четкую функциональную схему и на ее основе создал архитектурную композицию здания театра.
Объемное решение интерьеров основано на контрасте высокого парадного зрительного зала и невысоких вспомогательных помещений, подчеркивающих его масштаб. Основной (и единственный) вестибюль у ранее сквозной галереи под лоджией главного фасада предназначался для высокопоставленных посетителей царской ложи, зрителей партера, бенуара и первого яруса.
