Тем не менее в 1785 году Робером были выполнены и отправлены в Россию все четыре панно для Каменноостровского дворца: "Пожар Рима", "Триумфальный мост", "Античные здания Франции" а "Античные памятники Рима". Вместе с ними прибыла "Буря" Берне, предназначенная для "Морского салона", а также четыре пейзажа Ф. Хаккерта, заказанные ему в 1782 году в Раме: "Вилла Мецената и водопад в Тиволи", "Большой каскад в Тиволи", "Вид на замок в Казерте с Бельведера", "Вид Байского залива". В конце 1790-х годов все эти полотна оказались в Гатчинском дворце, куда были собраны многие произведения искусства и декоративного убранства из каменноостровского дворца и других резиденций Павла I.

Итак, уже в 1784 году в отношении Павла к убранству Каменноостровского дворца произошла "новая перемена". И связана она была с приглашением для работы в великокняжеских резиденциях - на Каменном острове, в Павловске и Гатчине - художника и архитектора В. Бренны.

Он писал о своих работах: "Так же и на Каменном острове - другой загородной резиденции его высочества великого князя, находящейся в нескольких верстах от Петербурга, куда ездят зимой и где дают балы, - я построил театр, совершенно новый по расположению и небольшой, в самом дворце. Там нет определенного архитектурного стиля, одни кариатиды, поддерживающие галерею и потолок, расписанные мною фресками так же, как это принято для убранства всех их сколько-нибудь значительных театров. Это лишь кое-что из всего того, что я выполнил, но я опускаю в перечислении большое количество сделанного…"

Необходимо только отметить, что дворцовый театр, его архитектура, устройство сцены, зрительного зала принадлежат Кваренги. Бренне же - только убранство интерьера.

Приведем сведения об интерьере дворцового театра из "Описи 1801 года дворца и служебных помещений при нем": здесь находились две кирпичные печи, резные позолоченные кронштейны, верхняя и нижняя балюстрады были обиты красным сафьяном, по верхней располагались "фигуры алебастровые" (кариатиды). Опись позволяет представить убранство и других помещений Каменноостровского дворца в павловское время. В столовой, кабинете, спальне, библиотеке, комнатах для гостей были штучные (паркетные) дубовые полы; печи - шведские на низких ножках, из синих и красных изразцов; камины изразцовые и белого мрамора, печи штучные белые; стены декорированы панелями с вызолоченными филенками; двери - столярной работы с золоченой резьбой; упоминаются фонари малинового стекла.

Из других документов известно колористическое решение столовой: бледно-желтого цвета стены, "а все возможные украшения - белые; что-либо другое означало бы нарушить правила архитектуры. Фон фриза и фриз должны были быть белого цвета, поскольку он самый благородный" (из письма вел. кн. Марии Федоровны К. Кюхельбекеру 12 апреля 1785 г.). В переписке владельцев упомянут также "рентгеновский кабинет, предназначаемый для Каменного острова", то есть мебель работы знаменитого мастера Д. Рентгена.

В конце 1780-х годов любимой резиденцией Павла и Марии Федоровны становится новый дворец в Павловске. Вскоре после своей коронации, в 1797 году Павел I предоставил Каменный остров привезенному в Петербург последнему польскому королю Станиславу-Августу Понятовскому. Для летнего пребывания низложенного короля Каменноостровский дворец был обновлен; ведение этих работ вновь поручено В. Бренна, о котором в дневнике Понятовского есть следующая запись: " .этот самый Бренна, которого мы видели в Варшаве несколько лет назад, это в настоящее время тот, кого император использует, главным образом, как архитектора. Он руководит именно всем тем, что делается на Каменном острове. План этих работ он обещал царю".

Именно в это время на острове появляется парковая композиция с Большим и Малым каналами, тройной липовой аллеей в центральной части и двумя "звездами" дорожек. Несомненна близость пейзажно-регулярных композиций каменноостровского и павловского парков; есть основания предполагать, что автором их был архитектор Г. П. Пильников.

В 1809-1811 годах под руководством архитектора Л. Руска была произведена перепланировка некоторых помещений западного флигеля здания с изменением их декоративного убранства. Каменноостровский дворец стал одним из любимых мест пребывания Александра I. Здесь в августе 1812 года царь принимал Кутузова перед его отъездом в действующую армию.

В 1820-х годах многие помещения Каменноостровского дворца вновь были расписаны; выполнял эти работы по обновлению "живописных плафонов и обоев" художник-декоратор Дж.-Б. Скотти. Росписи на мифологические темы в гостиной, спальне, камердинерской и других помещениях, выполненные в золотисто-желтых тонах, с летящими женскими фигурами в развевающихся одеждах, представляют собой прекрасные образцы ампирной плафонной живописи и хорошо сохранились поныне.

Заключительный этап оформления интерьеров Каменноостровского дворца относится к 1830-1850-м годам. В это время появились позднеклассические росписи Верхнего вестибюля во втором этаже (предположительно, по эскизам В. Стасова), а также скульптурное убранство музыкального салона - бюсты композиторов, установленные по заказу тогдашней владелицы дворца вел. кн. Елены Павловны, известной меценатки, покровительницы музыкального искусства.

Незначительные перестройки и изменения в декоративном убранстве дворца, внесенные на протяжении XIX века, в целом, однако, не повлияли на своеобразие и законченность его облика. Как архитектурное произведение Каменноостровский дворец принадлежит русскому классицизму. С появлением этого здания Острова обрели новый архитектурный образ; дворец на стрелке, открывающийся со стороны города, стал важнейшим исходным элементом архитектурно-паркового ансамбля, с ним должны были соотноситься новые постройки и на Каменном, и на ближайших островах. Следует учитывать также, что на его создание несомненное воздействие оказали вкусы, пристрастия, ценностные ориентации тогдашних владельцев - Павла I и Марии Федоровны и работавших по их заказам мастеров - архитекторов, живописцев, паркостроителей. Многие из архитектурных, живописных, декоративных решений, найденные в свое время на Каменном острове, получили затем новое воплощение в резиденциях тех же владельцев и, прежде всего, в Павловске.

Неотъемлемой частью ансамбля на Каменном острове был дворцовый сад. Первая перепланировка регулярного сада середины XVIII века произошла в конце 1780-х годов по проекту Ф. Виолье, придворного художника и архитектора вел. кн. Павла Петровича и Марии Федоровны, автора "Собственного садика" при Павловском дворце. В исторически сложившуюся структуру сада при Каменноостровском дворце Виолье вводит новые элементы: постепенно укрупняет квадраты сада по обе стороны от центральной аллеи и осуществляет переход к пейзажной планировке наиболее удаленных от дворца квадратов. Около дворца был устроен пышный цветочный партер с овальными и восьмигранными клумбами по типу "голландских садов". Далее эти же элементы даются в увеличенном масштабе, с добавлением посадок акации по краям партеров; на удаленном участке сада - обширные лужайки с живописными группами лип и кленов; по обе стороны центральной аллеи и по границе сада были высажены липы.