К 1855 г. грот пришел в такое состояние, что пришлось запретить прогулки по его верхней площадке из-за ненадежности свода. В результате частых ремонтов грот менял свой облик и постепенно утратил первоначальное убранство. Последнюю капитальную перестройку грота начал архитектор А. Штакеншнайдер и вел ее в течение зимы каждый день с семи часов утра до семи вечера в специально устроенном для этого отапливаемом помещении. К июлю были переложены своды площадки грота и каскадов, на уступах выложены новые сливные камни, покрытые рольным свинцом, и пущены фонтаны.
Впоследствии в основном производились работы по облицовке грота, причем к этому времени фасадные гранитные колонны уже сняли. Этот заказ получил архитектор Н. Бенуа. Он планировал «для сохранения общего характера цветов старого грота» облицевать верхнюю террасу итальянским мрамором с инкрустацией мраморами других, более светлых оттенков, а главный фасад грота и боковые стены каскадов – полированным сердобольским гранитом. В гранитной облицовке входящие русты должны были быть полированными, а выступающие – шероховатыми, что, по замыслу, придало бы «большое разнообразие и игру фасадам». Бенуа предполагал выполнить базы, импосты, капители и фризы из шоханского красного камня, архитрав и большой карниз – из мрамора, полы верхней и нижней террас вокруг фонтанной площадки выложить разноцветным мрамором, а бассейн в виде корзин из гранита сделать со вставкой мраморных орнаментов. Своды большого и малого гротов архитектор хотел покрыть стуками и расписать гротесковой живописью, а стены обделать все тем же мрамором, «придерживаясь ко вкусу уборки гротовой залы в Потсдамском дворце».
Бенуа опасался восстанавливать внутри грота прежние фонтаны из-за неизбежной «порчи стен от проведения в них фонтанных труб» и в результате заменил их двумя каскадами, которые сбегали в мраморные чаши по стеклам боковых окон большой залы. Он также предполагал вместо обветшавших труб из розового мрамора сделать новые из другого камня, а гранитные пьедесталы под каскадными фигурами заменить мраморными «в общем стиле дворца», обставить гроты мебелью, зеркалами и люстрами.
Этот проект был утвержден. Гранильная фабрика взяла на себя производство облицовки, определив при этом ее стоимость в 100 000 рублей. По невыясненным причинам работы не были продолжены, и грот остался в неприглядном виде.
По краю верхней террасы, отделяющей дворец от его мощного подножия, проходит мраморная балюстрада. Отвесная стена над следующей террасой, прорезанная небольшими арками, вводящими в глубину фонтанной громады, украшена четырьмя нишами с бюстами, символизирующими времена года. По обеим сторонам стены помещены два золоченых маскарона косматого владыки морей Нептуна, которые, «извергая потоки алмазов, открывают водяной феерический праздник». О начале этого праздника возвещают поющими раковинами два «Тритона», размещенные в пролете волнообразно изогнутой балюстрады.
Массивная аркада ведет в скрытый под террасой Большой грот. В Петровскую эпоху он был отделан снаружи «туфштейном и устерсовыми раковинами»; внутренние стены украшали шесть маскаронов и убранств из туфа. В средней нише грота играл фонтан, по сторонам которого две сидячие фигуры из свинца держали над собой мраморные чаши. Здесь находились разнообразные остроумные водяные сюрпризы, или, как называли их в XVIII в., «мочительные забавы», например, «стол с брызганием» или музыкальный орган, которые позже убрали из-за разъедавшей их сырости. Не удалось осуществить и проект широкой водной завесы, которая должна была ниспадать с водной террасы и закрывать тенистый грот. Многочисленные ремонты и переделки грота не нарушили его общей величавости, однако все же затушевали его первоначальный облик: между арками исчезли колонны, облицовку туфом сменил плоский цемент, вместо петровских скульптур появились копии с античных изображений и русские произведения начала XIX столетия.
На террасе перед гротом бьют водяные тюльпаны, представляющие собой 11 вертикальных струй. Они «посажены» в большую корзину, силуэт которой образуют сплетения 28 наклонных струй. Этот фонтан является символом богатства и изобилия. Вода из него устремляется по широким ступеням среднего каскада в ковш канала.
Над каскадом расположены два «Гладиатора» с потухшими факелами. Каждый боец держит в руке по змее, из пастей которых вырываются две струи, скрещивающиеся наподобие мечей у самой вершины ковша. Потухший факел и змея – символы победоносного окончания битвы с сильным врагом.