Сооружение Большого Кремлевского дворца и Оружейной палаты архитектором К. Тоном включало в себя три вида работ: реставрацию северо-восточной части дворца; радикальную реконструкцию восточной части и новое строительство. Замкнув каре дворцовых строений (исторических и новых) вокруг площади с церковью Спаса на Бору, Тон воспроизвел композицию утраченных кремлевских строений.
Главный фасад дворца, поставленного на бровке Боровицкого холма и обращенного к Москве-реке, развивает тему ранее стоявших здесь исторических зданий. Центральная ось фасада не выявлена пластикой, она выделяется фигурным портиком из пяти кокошников, соотносимых с пятью проемами Теремного дворца.
Интерьеры анфилады парадных двусветных залов второго и третьего этажей оформлены в честь основных российских орденов: это Владимирский, Георгиевский, Александровский, Андреевский и Екатерининский залы. Во всех покоях первого этажа, «собственной половины», выделена проходная зона вдоль окон – анфилада, пространство которой оформлено пилонами, несущими парадный двусветный этаж с гульбищем. За пилонами образованы уютные жилые зоны в виде череды сменяющих одна другую разностильных гостиных. В оформлении интерьеров дворца участвовали скульпторы И.П. Витали, П.К. Клодт, А.В. Логановский; рисунки паркетов и дверей разрабатывал Ф.Г. Солнцев.