В ведении Стасова находились парадные и церковные залы, а также парадная лестница, в ведении Брюллова — все остальные помещения. Уничтоженные пожаром интерьеры дворца предполагалось восстановить в первоначальных формах. Фактически архитектурный облик вновь созданных помещений носит сильный отпечаток своего времени. В заново сооруженной главной лестнице воспроизведена пространственная композиция Растрелли, но изменились пропорции и профиль колонн, появилась симметричность в рисунке декора.
Дерево, штукатурку, окраску желтым цветом заменили гранитом, мрамором, бронзой, позолотой. Над верхней площадкой выложили своды из кирпича.
Невская анфилада, состоящая из Малого аванзала, Большого аванзала и Концертного зала, в заново отделанном виде отличается известным единством приема горизонтальных членений и цветовой гаммы отделки помещений, подчиненной принципу нарастания декоративной насыщенности от зала к залу. Но, как и над растреллиевской композицией, над интерьерами Кваренги довлеют формы позднего классицизма. Сильный отпечаток творческой манеры Стасова носят также залы Большой анфилады, где каждое из помещений получило самостоятельное оформление, композиционно не связанное с соседним. Эти залы парадны, монументальны и перегружены декором.
В ходе восстановительных работ была значительно выправлена планировка дворца: уничтожены запутанные, плохо освещенные переходы, превращены в светлые помещения тупики и коридоры. Вдоль Невской анфилады во 2-м и 3-м этажах устроили галереи.
Брюллову поручили отделку личных комнат Николая I и его семьи, первую и вторую «запасные» половины, а также сооружение нового Александровского зала. Большая часть этих комнат не сохранилась, о них можно судить лишь по проектным материалам и акварелям Э. П. Гау, К. А. Ухтомского, Премацци. Восстановленные Брюлловым интерьеры различны по мотивам и приемам оформления. В небольших комнатах стены обработаны деревянными золочеными рамками с натянутой на них шелковой тканью, в некоторых помещениях главным элементом декора был мелкий скульптурный орнамент, покрывавший не только небольшие плоские пилястры, но также своды и верхнюю часть стен. Ряд интерьеров выполнен в различных «стилях»: Помпейская столовая, Готическая гостиная, Помпейская галерея, Мавританская ванная. Эклектическое сочетание приемов, свойственных различным стилям, вольная интерпретация взятых за образец форм присущи и таким композициям Брюллова, как Александровский и Белый залы, Большая столовая, Ротонда.
Последняя, например, в своем восстановленном виде гораздо ближе к круглым перекрытым куполами залам своего времени, чем к первоначальному образцу. Это проявляется как в основных пропорциях главных членений, делящих стену по высоте на две почти равные части, так и в трактовке ордера небольших очень плоских пилястров верхнего яруса, в приеме декоративной обработки купола тремя кольцевыми рядами заполненных орнаментом рамок.
В 1839—1852 гг. велись работы и по расширению Эрмитажа: под руководством В. П. Стасова и Н. Е. Ефимова строилось здание Нового Эрмитажа по проекту мюнхенского архитектора JI. Кленце. Это было первое в России здание, построенное специально для музея, и схема его плана легла в основу планировки ряда музеев последующего времени. Интересна по своему архитектурному приему главная лестница, отмеченная сильным влиянием Шинкеля, — одно из самых парадных помещений музея. Она поднимается тремя прямыми маршами между полированными золотистого тона мраморными стенами, которые служат основанием для колоннады, поддерживающей кессонированный потолок. Размещение лестницы вдоль центральной оси входа с маршами по одной прямой открывает в глубокой перспективе всю ее высоту, подчеркивая эффект протяженного, не прерываемого поворотами движения. Фасады здания нейтральны по своей архитектуре. Типичен для своего времени главный фасад, выходящий на Миллионную улицу, с заглубленным центром и боковыми выступающими ризалитами, равномерным рядом окон во втором этаже и сильно выдвинутым портиком над входом. Так же типично и противоречие между сухим и мелким рисунком плоских пилястров, орнаментальных вставок над окнами, профилей, акротериев, венков и грузными формами портика, поддерживаемого десятью атлантами, высеченными из серого сердобольского гранита по моделям А. И. Теребенева.
