В строительстве дворца использовался в основном труд оброчных крепостных из Владимирской и Московской губерний. К постройке привлекались потомственные каменотесы и камнерезы, имевшие опыт строительства и рельефной отделки белокаменных соборов. Одновременно всем управляющим воронцовских имений и городских контор разослали приказ о наборе мастеров. И потянулись по дорогам России и Украины – где пешком, а где на подводах – потомственные московские и владимирские каменотесы и камнерезы, искусные вологодские столяры и краснодеревщики, мошенские и городищенские штукатуры, лепщики и огородники. Многие работали целыми семьями. С 1834 года и до окончания строительства числились каменщиками и подрядчиками – уроженцы села Андреевского под Владимиром Гаврила Петрович Полуэктов и его четыре взрослых сына. Лепщик-штукатур Роман Фуртунов вместе со своими односельчанами из черкасского села Мошны вошел в историю как исполнитель уникального лепного декора Голубой гостиной, а немец Бухнер оставил по себе память до сих пор действующими скобяными и слесарными изделиями.
Все работы производились вручную, примитивными инструментами. И это не может не поражать, так как при полном отсутствии современных технических возможностей, геодезических промеров, объемного компьютерного воспроизведения планов строительства, так тонко, так идеально и корректно вписать массивное строение в окружающий пейзаж… Рельеф местности настолько искусно приспособлен к архитектуре дворца, что порой кажется, будто дворец вырастает из окружающей его природы. Предметом особой гордости Воронцовых служили резные пластические украшения фасадов, декоративные напольные вазы и камины из диабаза, отшлифованные до блеска мрамора. Во время строительных работ, помимо традиционных орудий, применялись новейшие подъемные механизмы для своего времени, привезенные из Англии. Для большей прочности и влагонепроницаемости кладка стен чеканилась свинцом.
В качестве заменителя камня в некоторых ограждающих конструкциях использовался чугун с последующей окраской его под цвет диабаза. Одним из первых в России Алупкинский дворец был оснащен канализацией и водопроводом с холодной и горячей водой.
Сооружение дворца началось со столового корпуса (1830–1834 годы). Центральный корпус возводился в 1831–1837 годах. В 1841–1842 годах к столовой была пристроена бильярдная. В 1838–1844 годах строились гостевой корпус, восточные флигели, все башни дворца, пятиугольник хозяйственных корпусов, оформлялся Парадный двор. Последним был построен библиотечный корпус (1842–1846 годы).
Самый большой объем земляных работ был осуществлен с 1840 по 1848 год с помощью солдат саперного батальона под командованием полковника П. В. Шипилова, которые соорудили террасы парка перед южным фасадом дворца.
Перед фасадом дворца устроена Львиная терраса, от которой спускается монументальная лестница с тремя парами львов белого мрамора. И здесь архитектору удалось поразить владельцев и гостей дворца. У начала лестницы нас встречают спящие львы, по мере того, как мы поднимаемся – львы «просыпаются» и встают на ноги. Бодрствующие львы над верхними ступенями повторяют львов Антонио Кановы с гробницы папы Климента XII в Риме.
Львиная терраса завершила строительство и оформление дворцово-паркового ансамбля. Можно сказать, что именно с постройки этого дворца, в России установилась мода украшать парадные входы барских усадеб и дворцов фигурами львов. Даже до наших дней сохранились львы у многих кинотеатров, бывших дворянских собраний, у полуразрушенных уездных имений «бывших» господ. Причем, те, кто были побогаче заказывали в Италии из настоящего мрамора, кто-то – уже у местных умельцев, поэтому иногда львы были похожи на кого угодно, только не на львов. Мастер его никогда и не видел и ваял по картинке.
Воронцовский дворец строился по новым (по сравнению с классицизмом) архитектурно-строительным принципам. Важной архитектурной особенностью стало расположение дворца соответственно рельефу гор, благодаря чему дворец очень органично вписался в окружающий ландшафт и обрел свой оригинальный художественно-выразительный образ.
Дворец возводился в духе английского зодчества, причем в постройке присутствуют элементы различных эпох, начиная с ранних форм и заканчивая XVI веком. Если взглянуть на корпус дворца со стороны гор, то он напоминает суровый загородный замок английского аристократа. Романтический антураж удачно дополняют многочисленные башни и башенки, резные карнизы, купола и шпили, каминные трубы, окна-бойницы и лестницы. Расположение элементов идет от западных ворот – чем дальше от ворот, тем более поздний стиль постройки.