בחלקו של הפארק שממזרח לארמון נמצא מבנה גלריית התמונות של סנסוסי, שהוקם בין 1755 ל-1764 בפיקוחו של האדריכל יוהאן גוטפריד בירינג (Johann Gottfried Büring). הגלריה נבנתה במקום שבו שכנה בעבר חממה, שבה גידל פרידריך פירות טרופיים. בדומה לארמון, גם הגלריה היא מבנה ארוך ונמוך.
השינוי הסגנוני.
פרידריך הגדול נהג לשהות בארמון בכל קיץ עד מותו, ובין 1786 (שנת פטירתו של פרידריך) לבין אמצע המאה ה-19 הארמון כמעט שלא היה מאוכלס כלל וסבל מהזנחה. לאחר מותו החל עידן חדש בתולדות הארמון, שהתאפיין בשינוי בסגנון האדריכלי. הנאו-קלאסיציזם, שהיה פופולרי ברחבי אירופה, החל לחדור לפוטסדאם ולברלין בתקופת שלטונו של הקיסר החדש פרידריך וילהלם השני, למרות חוסר הפופולריות שלו אצל הקיסר. פרידריך וילהלם השני הורה לבנות ארמון חדש בסגנון אופנתי יותר לאותה תקופה, ולא הרבה לשהות בסנסוסי.
בחדר קבלת הפנים וחדרי השינה נערכו שינויים סגנוניים מקיפים לאחר מותו של פרידריך וילהלם השני. האדריכל פרידריך וילהלם פון ארדמנסדורף הופקד על הריהוט מחדש. פרידריך וילהלם השני בנה את הארמון החדש בסגנון הבארוק בין 1763 ל-1769, אך ארדמנסדורף דגל בשימוש בסגנון נאו-קלאסי. כתוצאה מהשפעתו הפך סנסוסי לארמון הראשון בפוטסדאם ובברלין שחלקו הפנימי מעוצב בסגנון זה. ב-1797 ירש את כס המלכות פרידריך וילהלם השלישי; הוא ביקר בסנסוסי עוד פחות מאביו, והעדיף לבלות את חודשי הקיץ במקומות אחרים.
כמאה שנים לאחר הקמת סנסוסי עלה לשלטון המלך פרידריך וילהלם הרביעי, שהיה רומנטיקן ורחש הערכה רבה לעולמו של פרידריך הגדול. לאורך שנות חוסר השקט הפוליטי של אמצע המאה ה-19 ביקש פרידריך הרביעי "להתקרב" אל אבותיו באמצעות מגורים בארמון, על מנת לחזק את הלגיטימיות של שלטונו. לאחר שהוכתר למלך ב-1840, עבר ביחד עם אשתו לחדרי האירוח של הארמון. הוא הביא עמו רהיטים חדשים, שנועדו להשלים את חסרונם של רהיטים מתקופת פרידריך הגדול, אשר אבדו במשך השנים. בתקופתו בוצעו שינויים מבניים נוספים בארמון עצמו ובחלק מהמבנים השוכנים בפארק. החדר שבו מת פרידריך הגדול היה אמור לעבור שחזור למראה המקורי שלו, אך תוכנית זו לא יצאה לפועל מאחר שהתוכניות המקוריות אבדו. ואולם הכיסא שבו מת פרידריך הגדול הוחזר לסנסוסי ב-1843.
פרידריך וילהלם היה פטרון של האמנויות, והביא לבנייתם של כמה מבני כנסייה בסגנון הנצרות המוקדמת בפארק, שחיקו כנסיות דומות ברומא. ב-26 ביולי 1844 ניסה היינריך לודוויג צ'ך, עובד מדינה לשעבר שלא התקבל בחזרה לשירות המדינה והרגיש נבגד בשל כך, להתנקש ביריות אקדח במלך פרידריך וילהלם ובאשתו בחצר הארמון, אך בני הזוג לא נפגעו.
בשנת 1857 סבל פרידריך וילהלם מכמה מקרי שבץ. העדות על מותו של המלך נמסרה מפי שלישו הצבאי, שהיה אחראי גם להודיע על כך לקרוביו של המלך. זה הזדרז לדווח לאחי המלך, וילהלם הראשון, על מותו הקרוב של המלך. משפחת המלוכה הגיעה מברלין לארמון תוך זמן קצר, והדבר עורר תשומת לב רבה בציבור. כך אירע שהמלך מת מוות פומבי כמעט. השבץ שפקד אותו ב-2 בינואר 1861 שם קץ לחייו. לפי צוואתו הוא נקבר בכנסיית השלום שבפארק, אך רק לאחר שלבו הוצא מגופו ונקבר בנפרד בכניסה לקבר משפחתו בארמון שארלוטנבורג. אשתו, אליזבת לודוויקה, התגוררה בסנסוסי במשך שלוש שנים נוספות, ולאחר מותה נקברה לצדו.
התקופה המודרנית.
לאחר מלחמת העולם הראשונה, ולמרות קִצהּ של המונרכיה הגרמנית, נותר הארמון בבעלות בית הוהנצולרן; ואולם ב-1 באפריל 1927 הוא הועבר לחזקתה של מנהלת הארמונות והגנים (Verwaltung der Staatlichen Schlösser und Gärten) של פרוסיה.
כשהחלו ההפצצות האוויריות על ברלין במלחמת העולם השנייה, הוחלט להעביר את עבודות האמנות החשובות ביותר מהארמונות הקיסריים לשעבר, ובהם מסנסוסי. המבנה העיקרי של הארמון נותר ללא פגע, על אף שב-1945 התחוללה לחימה עזה בקרבת מקום. אולם, טחנת הרוח העתיקה שנבנתה בפארק בתקופת פרידריך הגדול נהרסה.
מרבית הפריטים שנלקחו מסנסוסי הועברו בסוף המלחמה לברית המועצות, ורק ב-1958 הושב חלק קטן מתוכם. סנסוסי השתמר היטב במשך 50 שנות קיומה של גרמניה המזרחית, בניגוד למבנים מפורסמים אחרים באזור פוטסדאם, והפך גם לאטרקציה תיירותית. בנוסף לכך פעלה ממשלת גרמניה המזרחית על מנת שהארמון יוכרז כאתר מורשת עולמית, והשיגה זאת בשנת 1990, שבה הצהירה ועדת המורשת העולמית של אונסק"ו כי:
בקשתו של פרידריך הגדול להיקבר בסמוך לכלביו בסנסוסי לא מולאה על ידי יורשו, והוא נקבר לצד אביו במצודת העיר פוטסדאם. רק בשנת 1991, ביום השנה לפטירתו של המלך, הועברו עצמותיו לקבורה בחצר הגפנים של ארמונו האהוב. ב-1992 הושבה לארמון הספרייה הישנה שלו, ובין 1993 ל-1995 נמצאו שלושים ושישה ציורי שמן שנחשבו לאבודים. ב-1995 הוקמה "קרן הארמונות והגנים בברלין-ברנדנבורג", שמטרתה הייתה לטפל בארמונות הקיסריים לשעבר בברלין ובברנדנבורג, כולל סנסוסי, שבהם מבקרים בכל שנה כשני מיליון תיירים.
אדריכלות.
מראה הארמון.
החלק המרכזי של סנסוסי הוא אנפילדה חד-קומתית צרה הכוללת עשרה חדרים, מעבר שירות וחדרי צוות בחלק האחורי. ב-1745 הכין פרידריך ציור חובבני של הארמון, ובכך הדגים כי קנובלסדורף היה יותר משרטט טכני מאשר אדריכל. נראה כי פרידריך לא הסכים לקבל הצעות לשינויים בתוכניתו המקורית, וסירב להצעת האדריכל לבנות קומה שהיא חצי-מרתף, שהייתה מקצרת את המרחק בין חדרי השירות לחדרים הראשיים וגורמת להצבתם על פני פיאנו נובילה מוגבהת. פעולה זו הייתה אמורה להקנות לארמון מראה מרשים יותר ואף להפחית את הסיכוי לבעיות הקשורות בלחות ובטחב. ואולם, כאמור, פרידריך רצה שהמקום יהיה אינטימי ונוח. כך, למשל, במקום לבנות מדרגות רבות, הוא רצה שתהיה כניסה ישירה מהגנים לארמון. הוא גם עמד על כך שהבנייה תהיה בגובה פני הקרקע. אחת הדרישות הקבועות של פרידריך הייתה שיהיה קשר הדוק בין הסגנון והסביבה הטבעית. החדרים הראשיים, המוארים על ידי חלונות גבוהים וצרים, פונים דרומה לכיוון גני הכרמים; החזית הצפונית היא חזית הכניסה לארמון, שבה הוקמה חצר כבוד חצי מעגלית באמצעות שני מקטעים של אכסדראות בסגנון קורינתי.
היו מספר סיבות שבעטיין בחר פרידריך הגדול לבנות את סנסוסי בסגנון הרוקוקו. הסגנון הקליל התאים במדויק לדרישותיו של פרידריך שהמקום יהיה מקום נופש. סגנון הרוקוקו הופיע בצרפת בתחילת המאה ה-18 כהמשך לסגנון הבארוק, אך בניגוד לקודמו היה מאופיין בחוסר הנוקשות שלו. המוטיבים הבולטים ברוקוקו עסקו בחיי הפנאי האריסטוקרטיים וברומנטיקה של אותה תקופה, וזאת במקום הקרבות העזים ודמויות דתיות. המוטיבים נוגעים גם בנושאי חוץ וטבע, דבר שהתאים לאידיאל ההרמוניה בין המבנה לבין הטבע. הארמון הושלם באופן שאותו חזה פרידריך הגדול בשרטוטיו המוקדמים.
הארמון הוא מבנה מרכזי אחד בעל שני אגפים. הבניין משתרע על פני רוב הטרסה העליונה, והמראה האחיד של חזיתו נפסק על ידי קשת מרכזית, שמעליה מתנשאת כיפה אשר עליה חרוט שם הארמון באותיות מצופות ברונזה. חזית הגן של שני האגפים ניצבת מול שתי שדרות סימטריות של עצים, המסתיימות כל אחת בסככה משורגת שבה קישוטים מוזהבים.
המראה הדומיננטי בחזית הגן של הארמון הוא פסלים של אטלס וקריאטידה. הפסלים בנויים בזוגות בין החלונות, והם תומכים במעקה שמעליהם. הפסלים עשויים אבן חול, והם מייצגים את המינאדות – בנות לווייתו של אל היין הכתוני דיוניסוס. הפסלים נוצרו על ידי פרידריך כריסטיאן גלום. באותה סדנה נוצרו גם הכדים של המעקות, וכן הכרובים הנמצאים מעל חלונות הכיפה.
מנגד, סגנונה של חזית הכניסה הצפונית מאופק יותר. בצד זה של הארמון יש מעקה שעליו כַּדי אבן חול המקשטים את הגג של החלק המרכזי. צד זה של אגפי הארמון המשניים מכיל משרדים מרווחים, שהיו נחוצים עבור מונרך מהמאה ה-18 גם כאשר הוא נמצא בנופש. בתקופתו של פרידריך כוסו האגפים בעלים, על מנת לשקף את מטרתם היומיומית. באגף המזרחי שכנו המזכירות, הגננים והמשרתים, ובאגף המערבי שכן מטבח הארמון, האורוות ובית הכרכרות.
פרידריך וילהלם הרביעי הפך את הארמון מבית נופש לבית כפרי באופן מלא, ובין 1840 ל-1842 הורחבו אגפי השירות הקטנים. פרידריך ביצע שינוי זה כיוון שלא אהב לחיות במקומות מפוארים יתר על המידה. בשנותיו האחרונות הוא התיר לבצע תיקונים רק בחלק החיצוני של הארמון, ובחוסר רצון רב התיר לבצע מעט תיקונים בחדרים הפנימיים. נטען כי התנהגות זו הייתה קשורה למשאלתו שסנסוסי לא יהיה פעיל אחרי מותו. השינויים באגפים כללו הוספת קומת ביניים בשני האגפים. המטבח הועבר לאגף המזרחי, מרתף היין של פרידריך הורחב על מנת לשמש כחדרי אחסון גדולים עבור משק הבית הגדול, והקומה העליונה שימשה למגורי הצוות.
האגף המערבי הפך ל"אגף הנשים", והיה מקום אירוח לנשות הארמון ולבנות הלווייה שלהן. החדרים קושטו באריחים ובגובלנים. סידור חדש זה עבור הנשים היה חיוני, כיוון שבתקופת פרידריך הגדול כמעט לא היו נשים בארמון, והוא לא היה מותאם לצורכיהן. לאחר שהתגרש מאשתו ב-1740 העדיף פרידריך כי סנסוסי יהיה "sans femmes" (ללא נשים).
החלק הפנימי.