В 1708 г. на участке был построен небольшой деревянный дворец Петра I, названный Зимним. К 1711 г. на месте деревянного появилось двухэтажное каменное здание в стиле петровского барокко. Это здание перестраивалось в 1716-1720 гг. по проекту Г. И. Маттарнови, и в 1726-1727 гг. - по проекту зодчего Д. Трезини. В первом Зимнем дворце жил и скончался Пётр I.
При Елизавете Петровне дом отдаётся лейб-гвардии Преображенскому полку. При Екатерине II (с 1766 г.) здание переходит в ведение Дирекции императорских театров. Она отдаёт указ о строительстве нового театра. Проект осуществил арх. Д. Кваренги в 1783-1787 гг. Часть стен старого дворца была включена в новое здание. Под зрительным залом сохранился фрагмент жилого корпуса, именовавшийся при жизни царя "малыми палатками" (арх. Г. Маттарнови, 1716-1720) и состоящий из нескольких комнат, принадлежавших лично Петру I. Кроме того, в двух этажах театра по Зимней канавке сохранились двенадцать жилых покоев императрицы Екатерины I (арх. Д. Трезини, 1726-1727).