В 1742 году барон Сергей Григорьевич Строганов купил участок земли с незаконченным каменным домом на берегу реки Мойки. Дом был достроен, но ни внешним видом, ни внутренним скромным убранством он не соответствовал богатству Строгановых. В 1753 году началась кардинальная перестройка дома. Уже осенью 1754 года С. Г. Строганов устроил в готовой части дворца бал на 500 человек. Завершение работ над дворцом относится, вероятно, к 1756 году. Широко распространенное мнение о постройке дворца за полтора месяца в 1753 году основывается на неверном прочтении архивных документов.
Фасады дворца, обращенные на Невский проспект и Мойку, богато украшены. Окна разнообразных очертаний оформлены наличниками, сандриками и лепниной. Центры фасадов отмечены приставными колоннами и раскреповкой антаблемента. Между колоннами фасада, выходящего на Невский проспект, некогда стояли статуи, символизировавшие четыре части света (не сохранились). Из внутренней отделки времен Растрелли сохранился парадный двухсветный зал с лепниной и живописным плафоном «Триумф героя» работы Дж. Валериани. Большую ценность представляют интерьеры дворца, созданные в 1790-х годах А. Н. Воронихиным (Картинная галерея, Минеральный кабинет и др.).
Ныне в Строгановском дворце располагается филиал Русского музея.