В октябре 1899 г. принц Ольденбургский заложил первый камень. Строительную комиссию возглавил адъютант принца А. В. Черепанов, технический надзор вел архитектор Г. И. Люцедарский. Народный дом императора Николая II являлся одним из первых общественных зданий Петербурга, сооруженных на основе металлического каркаса.
12 декабря 1900 г. Народный дом императора Николая II был освящен. Однако отделка фасадов в кирпиче и камне растянулась на следующий строительный сезон.
В центральной части здания размещались вестибюль и фойе. В левой (восточной части) находился драматический театр, вмещавший 1500 сидячих мест и множество стоячих зрителей. В правой части, симметрично театру, располагался зал для концертов и гуляний, так называемый Железный зал, ныне там размещается Планетарий. В нем оставили все металлические конструкции, откуда и название зала.
К Железному залу примыкала столовая, занимавшая объем правого ризалита и пристроенное южное крыло. Столовая находилась на двух уровнях и могла разместить до 1500 человек. Две полуротонды в летнее время служили продолжением обеденных залов.
Народный дом был оснащен новейшими техническими средствами: электрическим освещением (с собственной электростанцией), паровым отоплением низкого давления, усиленной вентиляцией. Театральные действия сопровождались эффектами разноцветного освещения.
Самое пристальное внимание уделялось мерам противопожарной безопасности. В здании установили приборы контроля за температурой и электрическую сигнализацию. Двери открывались автоматически с помощью электромагнитов. При пожаре сцена могла отделяться от зала занавесом из гофрированного железа и заливаться «искусственным дождем».
Летом 1901 г. рядом с Народным домом решили устроить аттракционы. С 1906 г. работала миниатюрная одноколейная железная дорога длиной около 1280 м, за проезд по которой желающие платили 5 копеек. Она начиналась в том месте, где сейчас находится Планетарий, шла вдоль Кронверкского канала до Мытнинской набережной. Небольшой паровоз мощностью 12 лошадинных сил тащил за собой по рельсам три вагона, в каждом из которых ехали 18 детей или 12 взрослых.
В 1909 г. принц Ольденбургский решил расширить Народный дом императора Николая II. Он инициировал строительство второй очереди комплекса — Народной аудитории, которой затем было присвоено его имя. Разработка проекта поручена Г. И. Люцедарскому.
В 1910–1911 гг. к правому крылу Народного дома пристроили здание нового Оперного зала на три тысячи мест. Железобетонные работы вела фирма инженера путей сообщения В. А. Барри. К концу 1911 г. постройка здания была завершена. Оперный зал назывался еще театром, или Народной аудиторией.
Открытие нового здания состоялось 4 января 1912 г. Занавес исполнил художник И. Я. Билибин. Зал состоял из партера, амфитеатра и трех ярусов, а перекрывал помещение крупнейший в строительной практике того времени железобетонный купол. Архитектурный комплекс сочетал четкость и строгость рационального решения с монументальной представительностью общественного здания. Задняя железобетонная стена шириной 25 м повисала над зазором для подъема декораций, которые подвозились со склада. Сеть труб позволяла залить дождем всю сцену.
Через два дня после открытия, 7 января, в новом здании возник пожар. Причиной его, возможно, явилось обилие пиротехники, употреблявшейся при постановке пьесы «Севастополь» в момент штурма Малахова кургана. Сцена загорелась, но зал остался неповрежденным.
Здание вновь открыли лишь 6 декабря 1912 г. С этого времени оно использовалось как оперный зал.
Благодаря хорошей акустике в «Зрительном зале и народной аудитории» (так называли первоначально Народный дом) вскоре после открытия стали давать музыкальные спектакли. На эти вечера приглашали лучших мастеров-исполнителей того времени — Л. В. Собинова, Ф. И. Шаляпина, А. В. Нежданову, П. З. Андреева.
В 1917 г. в Оперном зале Народного дома устраивались митинги и собрания. С 4 по 28 мая 1917 г. проходил 1-й Всероссийский съезд крестьянских депутатов, на котором 22 мая выступил с речью по аграрному вопросу В. И. Ленин.
В 1919 г. Петроградскому Народному дому присвоено имя Карла Либкнехта и Розы Люксембург. В начале 1920 г. он перешел в ведение Народного комиссариата просвещения.
В 1910–1915 гг. директором, художественным руководителем и солистом оперной труппы Народного дома был Н. Н. Фигнер.
С 1909 г. виолончелистом в оркестре Народного дома работал С. А. Самосуд. В 1910–1917 гг. он был дирижером оперного театра Народного дома.
С 1910 г. оперными спектаклями Народного дома руководил дирижер, педагог и композитор И. П. Аркадьев. С 1910 г. в театре работал только что вернувшийся в Петербург изобретатель парашюта Г. Е. Котельников. В 1914 г. состоялись последние концерты в Санкт-Петербурге балерины А. П. Павловой.
В 1915 г. поставлена «Вражья сила» в постановке Ф. И. Шаляпина, а в 1917 г. — «Дон Карлос» в его же постановке.