В планах спроектированных им комнат и залов обычно нет строгой прямолинейности, они чрезвычайно разнообразны по форме, и мастер отнюдь не избегает изогнутых, прерывистых линий в различных сочетаниях, как не чуждается и украшений. Чувство меры и безупречный вкус позволяли ему создавать интерьеры художественно цельные, радовавшие глаз благородной сдержанностью, столь отличной от бьющей в глаза роскоши барочных залов. В отделке помещений Камерон охотно использовал мраморные античные фрагменты и слепки с них: вазы, статуи, росписи по мотивам древней мифологии. Вместе с тем архитектор смело применял и новые материалы: стекло с бронзой, как белое, так и цветное, красочные вставки из искусственных и естественных мраморов и уральских самоцветов.
Стены он чаще красил по штукатурке или обивал шёлком либо же шёлковыми обоями, а основными элементами убранства у него обычно были лишь лепные карнизы и пилястры, тоже исполненные в штукатурке.
6 ноября 1796 года умерла Екатерина II. Через шесть дней последовал императорский указ: «Село Павловское <… > переименовываем мы городом». Разумеется, на характер строительства здесь в последующие годы решающее влияние оказало то обстоятельство, что Павловск стал одной из летних резиденций самодержца.
В этих новых условиях не только Павел I, но и Мария Фёдоровна, считавшая себя ценительницей и покровительницей искусств, требовала от строителей Павловска больше парадности и торжественности, чем изящества. Архитектором, который в максимальной степени смог выполнить эти новые требования, стал Винченцо Бренна (иначе — Викентий Францевич, 1745–1820). В своих сооружениях, как монументальных, так и садово-парковых, Бренна придерживался принципов классической архитектуры, но трактовал их иначе, чем Камерон, чьи постройки были на редкость гармоничны и изящны.
Стиль Бренны отличался гораздо большей парадностью, торжественностью, даже некоторой тяжеловесностью — не благородная строгость дорики, а помпезность императорского Рима служила ему образцом. Не приходится удивляться, что именно этого архитектора выделил и приблизил к себе Павел, весьма неравнодушный к внешним знакам величия и могущества. В последние годы XVIII века работы в Павловске шли полным ходом: переоборудовался дворец, сооружались новые павильоны, углублялись и расчищались пруды, возводились мосты, высаживались доставленные издалека цветы, кустарники, деревья, осваивались ещё недавно дикие участки.
Основательным переделкам подвергся сам дворец, построенный Камероном, — центральное сооружение всего комплекса. Бренна надстроил и значительно расширил боковые корпуса и пристроил к южному из них Церковный флигель. Он решил совершенно по-новому конфигурацию галерей между центральным и боковыми корпусами. Эти соединительные одноэтажные галереи-переходы были расширены, над ними поднялся ещё один этаж, наконец, появились два новых изогнутых крыла, продолжившие полукруг старых галерей, едва не замкнув парадный плац перед дворцом, что сразу изменило его облик, превратив из приветливо раскрытой навстречу парку площадки в почти закрытое, обособленное пространство. Предполагалось даже соорудить ров перед плацем, подобно Михайловскому замку в Петербурге или крепости Бип в Павловске, чтобы ещё более изолировать и, как предполагалось, надёжно защитить дворец.
Естественно, все эти работы во многом изменили облик здания Камерона, хотя общий характер архитектурного решения в принципе остался прежним.
Ещё большие изменения произошли внутри. Здесь Бренна завершил художественное оформление важнейших залов дворца — Итальянского и Греческого, задуманных ещё Камероном, и создал много новых помещений. В их числе Кавалерский и Большой (или Тронный) залы, Картинная галерея, Дворцовая церковь, несколько кабинетов (Малый, Общий, Малиновый, три проходных), Камердинерская, Фрейлинская, Оркестровая и другие комнаты. Совсем иным стал характер интерьеров: на смену сдержанной приветливости Камерона пришла щедрая декоративность, заставляя кое-где вспоминать о временах торжества зрелого барокко. Среди залов и покоев дворца, обязанных во многом своим обликом искусству Бренны, — основные парадные помещения второго этажа центрального корпуса.
Работы в центральной части здания не исчерпывают всего, что сделал Бренна во дворце. В 1797 году изогнутое крыло между центром и южным корпусом заняла созданная им во втором этаже Картинная галерея. Архитектором отлично найдены пропорции вытянутой полукругом Картинной галереи — она выглядит эффектно и нарядно, несмотря на сдержанность архитектурного убранства. Это впечатление усилено живописными плафонами-картинами работы Я. Меттенлейтера, воссозданными в наши дни А.В Трескиным. Особенно выделяется центральный из них — «Триумф Аполлона», созданный по композиции знаменитого итальянского живописца Гвидо Рени. Собранные в Картинной галерее произведения живописи, многие из которых имеют большую художественную ценность, воспринимаются в органическом единстве с обликом самого зала.