Идея постройки придворных конюшен возникла у Петра I во время заграничной поездки в 1717-1719 годах. Во Франции он увидел королевский дворец и конюшни на 300 лошадей с манежем и помещениями для карет, построенные в 1680 году архитектором А. Мансаром. Сразу после возвращения в Петербург в феврале 1719 года идея строительства подобного строения в новой русской столице была передана императором в Канцелярию городовых дел. Проектирование и строительства Конюшенного двора сразу же было доверено архитектору Н. Ф. Гербелю.
Здание Конюшенного двора заняло участок на левом берегу реки Мойки. При Петре I река была фактической границей города, а для конюшен требовалось большое открытое пространство. Поэтому и была выбрана окраина Петербурга, по возможности ближайшая к Зимнему дворцу. Теперь это квартал между Конюшенной площадью, Конюшенным переулком, Мойкой и каналом Грибоедова. К тому же, для содержания лошадей требовалось большое количество проточной воды, которое могло быть легко получено на берегу Мойки.
Архитектор Гербель не просто построил отдельное здание. Он сформировал весь окружающий его район Петербурга. При строительстве Конюшенного двора были определены направления Большой Конюшенной и Малой Конюшенной улиц, а перед самими конюшнями появилась Конюшенная площадь.
Первое здание Конюшенного двора получило фасад в стиле петровского барокко. Главным был выбран фасад Конюшенного двора со стороны Мойки, как фасад со стороны летней и зимней императорской резиденции. Он повторяет изгиб берега реки Мойки, потому и южный фасад получился с изгибом. Северный корпус включал в себя восьмигранную башню, купол которой венчала медная позолоченная фигура коня на шаре.
Зодчий разместил в новом здании конюшни, сараи и жильё для служителей. Корпуса придворных конюшен возводились вплоть до 1734 года, при участии русского зодчего М. Г. Земцова. Сам Н. Ф. Гербель скончался в конце 1724 года. Об этом здании писал шведский учёный К. Р. Берк, живший в Петербурге в 1735-1736 годах:
...Сами стойла довольно низкие и узкие, они делаются ещё уже оттого, что корзины с сеном, из которых заполняются ясли, ставят посреди пола, так как сено носят в больших корзинах из сараев, во избежание пожара построенных в отдалении от императорских конюшен." [Цит. по: 3, с. 12].
При Конюшенном дворе была освящена церковь Спаса Нерукотворного образа. До 1737 года она была деревянной, а потом храм разместили в южной части Конюшенного двора.
Первоначально здание Конюшенного двора было одним из самых крупных и представительных в этом районе. Однако с течением времени район становился центром Петербурга, старое здание переставало соответствовать своему архитектурному окружению. В конце 1750-х годов проект перестройки здания составлял архитектор Антонио Ринальди, но он не был осуществлён. В 1782 году Екатериной II был утверждён проект перестройки здания архитектора Трамбара. В 1785 году начались торги по поставке материалов, однако в 1787 году все строительные работы здесь были остановлены.
В 1804 году над проектом перестройки здания работал Л. Руска, который предлагал построить здесь монументальный храм с портиком, куполом и звонницей в центре южного фасада. Здание Конюшенного двора проектировалось в классическом стиле. Но из-за нехватки денежных средств и этот проект полностью осуществить не удалось.
В 1816 году за обследование обветшавшего здания взялся Комитет строений и гидравлических работ в составе архитекторов К. Росси, А. Модюи, А. Михайлова и В. Стасова. Составление чертежей и смет на перестройку конюшенного комплекса сначала доверили А. Модюи, но он отказался от такого заказа. В итоге комитет поручил работу архитектору Василию Петровичу Стасову. Он сразу же приступил к внимательному осмотру здания, итог выразил в докладной записке. Стасов отмечал:
В этом же году архитектор был назначен строителем главных конюшен и разработал проект их перестройки. Работы велись с 1817 по 1823 год с использованием старых стен. Кстати, в это же самое время Стасов строил соседние казармы Павловского полка.
Конюшни в новом здании расположились со стороны Мойки. В них были применены технические новшества: чугунные колонны и перекрытия, подача воды паровой машиной. В водопойных залах были установлены гранитные чаши работы знаменитого каменотёса Самсона Суханова. Вдоль Екатерининского канала был размещён манеж, где до того находился жилой корпус. С противоположной стороны - дугообразный корпус с колоннадой из 22 колонн. После перестройки главным стал южный фасад. В его первом этаже разместились мастерские, во втором - квартиры чиновников Придворно-конюшенного ведомства. В боковых павильонах проводились осмотры лошадей. Характерна одна из деталей фасада - сандрики окон боковых крыльев Конюшенного двора опираются на кронштейны в форме лошадиных голов.
После окончания всех строительных работ в 1823 году фасады здания были окрашены в светло-серый цвет с белыми деталями.
Интересно, что Стасов включил здание Конюшенного двора не только в ансамбль прилегающих улиц. Посредством Большой Конюшенной улицы постройка тесно связана с Невским проспектом - юго-западный портик Конюшенного двора отчётливо виден с главной петербургской магистрали. Таким образом зодчий следовал негласному петербургскому правилу, согласно которому перспектива улицы должна замыкаться на какую-либо значимую архитектурную деталь: шпиль, портик.
Императорские конюшни славились породистыми скакунами, коих тут располагалось около 500. Их возраст составлял не более четырёх лет. Старых лошадей периодически отбраковывали и продавали на торгах. Именно здесь выбрал коня для работы с натуры Этьен Фальконе при создании "Медного всадника", двух лошадей выбрал П. К. Клодт при работе над скульптурами для Аничкова моста.
Водопровод во всех зданиях Конюшенного двора провели в 1844 году. Под руководством архитектора А. К. Буржуа в 1848-1850-х годах корпус со стороны Екатерининского канала был надстроен третьим этажом. Тогда же, в 1860-м году, было осуществлено телеграфное сообщение между "Кабинетом Его Величества" и дежурной конюшней. Незначительные перестройки в Конюшенном дворе осуществлялись в 1865 году по проекту Г. Ф. Гросса. В 1867 и 1870 годах здесь устроили газовое освещение. Во второй половине XIX века перестраивался восточной корпус Конюшенного двора. Вдоль всего здания был устроен тротуар из каменных плит, обнесённых чугунными тумбами.
С 1898 по 1903 год здесь служил барон Маннергейм. Он занимал пятикомнатную служебную квартиру. Осенью 1903 года будущий глава Финляндии переехал в здание на другой стороне Конюшенной площади (дом №2).
В 1917 году в здании Конюшенного двора была расквартирована 4-я рота Павловского полка. 26 февраля она встала на сторону восставшего народа и вела бой с городовыми на набережной Екатерининского канала у Конюшенной площади.
Последняя реставрация здания Конюшенного двора проходила в 1948-1951 годах. Позже здесь работали Государственная автомобильная инспекция Дзержинского района, ЛПО транспортно-экспедиционных агентств, один из отделов института "Гидропроект". В настоящее время помещения занимают управления ГУВД Санкт-Петербурга и Ленинградской области.