В XVIII веке украшенные гроты были почти обязательны в больших регулярных садах.
Архитектор Ф. -Б. Растрелли разработал проект, по которому был выстроен Грот на берегу царскосельского Большого пруда. Строительство заняло очень много времени, при императрице Елизавете Петровне в 1755-1756 годах возвели сам павильон, внутренняя же отделка была выполнена при Екатерине II в 1770-х годах.
Здание было исполнено в стиле барокко и отличалось богатством отделки и пышностью. Фасады декорированы сложно сгруппированными колоннами, которые поддерживали разорванные фронтоны. Увенчивал здание пирамидальный фонтан, по граням которого как бы "стекали" струи, круглые окна окружали пышные композиции на морскую тематику.
В 1771 году архитектор А. Ринальди разработал новый проект по внутренней отделке Грота. Декор стен, выполненный по эскизам автора был легким и изысканным, сохранился и по сей день. В 1782 году решетки из кованого железа были установлены в окнах и дверях Грота, они отличались необыкновенной легкостью и изяществом форм, и были украшены позолоченным орнаментом.
В 1780-х годах павильон получил другое название, его стали называть Утренним залом, в нем разместили скульптурную коллекцию Екатерины II и изделия из цветного камня.
Пристань перед Гротом перестраивалась в 1830 и в 1872 годах. В годы Великой Отечественной войны была почти разрушена, а в 1971-1972 годах построена по новому проекту из гранита.
Сейчас павильон Грот используется для размещения временных выставок.