В декабре 1837 года Зимний дворец пострадал от пожара, возникшего в результате конструктивных недоработок. Одна из стен Петровского зала долгое время нагревалась воздухом, поступавшим из печей нижнего этажа. В пору усиленной топки пересохшее дерево воспламенилось; огонь задел своды комнаты, перекинулся на деревянные перекрытия и по чердаку распространился в сторону Эрмитажа. Свидетель пожара, известный русский поэт В. А. Жуковский, сравнил пылающий дворец с огромным костром, «с которого пламя то восходило к небу высоким столбом, под темными тучами черного дыма, то волновалось, как море, коего волны вскакивали огромными, зубчатыми языками, то вспыхивало снопами бесчисленных ракет, осыпавших огненным дождем всю округу». По словам другого очевидца, бушевавший огонь «обволакивал мраморные колонны, дерзко зачерняя драгоценную позолоту, сливая в безобразные груды хрустальные и бронзовые люстры художественной работы».
Б. Грин. «Пожар Зимнего дворца в 1837 году», 1838
На третьи сутки от прекрасного творения Растрелли остались лишь каменные стены и своды нижнего этажа. Эрмитаж удалось спасти путем закладки проемов и разрушения кровли. О гибели уникальных строений сожалела вся Европа. Французские журналисты писали, что «20 лет будет недостаточно для восстановления Зимнего дворца в первозданном виде». Однако в 1842 году частично восстановленные дворцовые интерьеры были показаны императору и запечатлены для истории художником Ю. Фриденрейхом. В 1850-х годах залы предстали на рисунках и в акварелях известного живописца В. П. Садовникова, а еще через десятилетие – художников Э. П. Гау и К. А. Ухтомского.
Император Николай I потребовал восстановить большую часть Зимнего дворца «так точно, как она до пожара существовала». Ввиду того что оставшиеся на пожарище обломки мало подходили для образчика интерьеров, приказ государя казался благим намерением, как, собственно, его восприняли зодчие. По каждому помещению пришлось составлять проекты: к большим планам прилагались чертежи, рисунки, шаблоны мелких деталей.
В Москве царские палаты погибали в огне довольно часто, но, потеряв огромное здание Зимнего дворца со всеми его сокровищами, Николай I решил впредь подобного не допускать. Для координации восстановительных работ была назначена комиссия, куда, помимо прочих известных зодчих, вошли опытный инженер А. Д. Готман и будущий создатель новых апартаментов, представитель знаменитой династии художников Александр Павлович Брюллов (1798–1877). К стройке прикомандировали рабочих из армейских рот и мастеров из команд военных поселений. Количество людей, одновременно занятых на восстановлении дворца, достигало 10 000. Всем этим управлял Василий Петрович Стасов (1769–1848) – последний представитель русской классической архитектуры, автор величественных триумфальных сооружений в модном тогда стиле ампир.
Строительство нового здания Эрмитажа проходило одновременно с возрождением Зимнего дворца. Решив открыть публичный музей, Николай I заказал проект немецкому архитектору Лео фон Кленце (1784–1864), имевшему опыт строительства музейных зданий, в частности пинакотеки и глиптотеки в Мюнхене. Будучи поборником чистой классики, зодчий опирался на традиции древнегреческой архитектуры, предпочитая простые и четкие формы. В его тяжеловесных постройках чувствовалось подражание античным образцам. Зато после буйного растреллиевского барокко в проектах Лео фон Кленце приятно удивляли гладкие стены, высокие прямоугольные окна без украшений и общая малочисленность декора.
Лео фон Кленце намеревался снести старые павильоны Эрмитажа, а на свободном участке построить «жилище муз», отделанное по подобию величественных зданий Древней Греции. У входа в русский храм искусств планировалось установить портик с 10 гранитными атлантами. Статуи исполнил петербургский мастер А. И. Теребенев, который пользовался рисунком самого архитектора, очарованного видом изваяний одного из храмов Сицилии. Фасад будущего музея планировалось украсить эмблемами искусств и мраморными портретами знаменитых живописцев.
В 1842 году здание с официальным названием Новый Эрмитаж начал строить Стасов. Внесенные им изменения в проект Лео фон Кленце позволяли вместить Новый Эрмитаж среди павильонов Екатерининской эпохи. Его главный фасад выходил на Миллионную улицу, органично дополняя комплекс имевшихся зданий. Занимая место между Малым Эрмитажем и Зимней канавкой, с севера он соединялся со Старым Эрмитажем, следовательно, и с Зимним дворцом. Таким образом, Новый Эрмитаж стал частью архитектурного ансамбля, заключавшего в себе царскую резиденцию и национальный музей. После смерти Стасова на стройке остался его ученик Н. Е. Ефимов, которому довелось присутствовать на торжественном открытии Императорского музея 5 февраля 1852 года.
Г. Чернецов. «Галерея 1812 года», 1837