כל המבנים שנבנו במגרש הרוסים עוצבו בסגנון שרווח במאה ה-19 ברוסיה במבני פאר, סגנון הקרוב לאדריכלות הנאו-קלאסית, בתוספת השפעות מהאדריכלות האסלאמית והמקומית. מאפיינים את מרבית המבנים סימטריה; חזות מרשימה, הכוללת לרוב גמלון; חלונות גדולים, חלקם מקושתים; כרכוב בולט בין קומה לקומה וגג רעפים משופע. בחזית כל המבנים הוטבע סמלה של החברה הארץ ישראלית הרוסית הפרבוסלבית הקיסרית, אותו ניתן לראות עד ימינו.
כנסיית השילוש הקדוש.
כנסיית השילוש הקדוש היא המבנה בעל השטח הקטן ביותר במגרש הרוסים, אך המרכזי והגבוה מכולם. היא נבנתה בין השנים 1860–1872 על ידי האדריכל הרוסי מרטין איוונוביץ' אפינגר בסגנון כנסיית וסילי הקדוש שבכיכר האדומה במוסקבה. מבנה הכנסייה כולל אולם תווך ושתי סיטראות ארוכות, ובחזיתה אפסיס מעוגל. היא נבנתה מאבן לבנה ולה שמונה מגדלים שבראשם כיפות שהיו צבועות במשך שנים בירוק, ועתה הן מצופות נחושת ועליהן צלב. הקתדרלה כוללת אלמנטים רנסאנסיים, כגון רצועה לומברדית (פס אופקי מסותת באבן דמוי קשקשי דגים); חלונות מעוטרי עמודים בסגנון נאו-קלאסי, וכן חלונות "עיוורים" (חלונות ללא זגוגית). בטקס חנוכת הקתדרלה שנערך ב-1872 נכח הנסיך ניקולאי, שביקר באותה עת בארץ.
הקתדרלה נבנתה מלכתחילה לשימוש מקומי בלבד לצליינים שוכני מגרש הרוסים, ולכן אינה גדולה. ההנחה הייתה כי הצליינים יעדיפו לשאת את תפילותיהם החשובות בכנסיות ההיסטוריות שבעיר העתיקה. לאחר נפילת שלטון הצאר ברוסיה והפסקת זרם הצליינים לארץ הקודש, נותרה הקתדרלה בידי נזירים מקומיים וחדלה לפעול כמעט לגמרי. המבנה הוזנח, ובמהלך תקופת המנדט היה קשה מאוד להגיע אליו, עקב הפיכת המתחם כולו למרכז שלטון בריטי. לאחר קום המדינה והסדרת ענייני הנכסים במגרש הרוסים, חזרה הכנסייה לפעול, שופצה והפכה שוב למוקד לצליינים רוסים.
אכסניית הנשים.
אכסניית מריה (חצר מריה) - אכסניית הנשים במגרש הרוסים נקראה על שם מריה פיודרובנה, אמו של הצאר ניקולאי השני, והיא בנויה כמתחם סגור סביב שתי חצרות פנימיות. האכסניה כללה עשרות מיטות עץ פשוטות, שנפרסו באולמות גדולים ללא מחיצות (בניגוד לאכסניית הגברים, בה לכל שני מתארחים היה חדר פרטי), וכן כמה מטבחים גדולים שהגישו ארוחות חמות, דלות למדי, לצלייניות, שהיו ברובן קשישות.
לאחר מלחמת העולם הראשונה הפכו הבריטים את אכסניית הנשים לבית הסוהר המרכזי בירושלים, בו נכלאו לאורך שנים אסירים פליליים ערבים ויהודים, ומאות מלוחמי המחתרות - 'ההגנה', ה'אצ"ל' ו'לח"י'. בית כלא זה התפרסם בעיקר לאחר ששניים מן הנידונים למוות, משה ברזני ומאיר פיינשטיין פוצצו את עצמם למוות בתא כלאם, זמן קצר לפני שהיו אמורים להיות מועלים אל הגרדום.
לקראת תום המנדט פונה בית הסוהר מיושביו, ולאחר קום המדינה שימש הבניין לצרכים אזרחיים שונים, כמו מחסנים של הסוכנות היהודית. לאחר השלמת "עסקת התפוזים" (ראו לעיל), החל להתגבש הרעיון להפוך את המבנה לאתר הנצחה לאסירי המחתרות, ובשנת 1991 עבר המבנה לידי משרד הביטחון שהגשים את התוכנית.
אכסניית המשלחת הדתית.
בחזית המבנה מופיע הכיתוב: "המיסיון הרוסי הדתי", והוא נבנה במתכונת רבועה בעלת חצר פנימית גדולה, המחולקת לארבע חצרות קטנות סימטריות. במרכז החצר ישנה קפלת תפילה קטנה אך מפוארת, אליה ניתן היה לגשת דרך ארבעת המסדרונות שחילקו את החצר. המבנה מתנשא לגובה שתי קומות, וחזיתו הדרומית פנתה לרחוב יפו. הכניסה אליו אפשרית מצפון או ממזרח. ב-1865 נפתחה במקום ספרייה דתית קטנה, בתרומתה של משפחת הצאר, שגדלה עם השנים וכיום היא כוללת 17,000 כותרים.
במשך שנים ארוכות שימש המבנה את בית המשפט העליון, אך אגפו המזרחי נותר כל השנים בידי הרוסים. בשנת 1992 עקר בית המשפט העליון למעונו החדש בגבעת רם, ואת מקומו תפס בית משפט השלום. האגף הרוסי היה סגור רוב השנים לזרים, ושימש רק צליינים ואורחים רוסים רבי מעלה. בראשית המאה ה-21 השתנתה המדיניות והותר לתאם ביקור במתחם, ואף להיכנס אל הקפלה הפנימית.
חצר סרגיי.
חצר סרגיי נקראה על שם הנסיך סרגיי אלכסנדרוביץ, בנו של אלכסנדר השני. סרגיי, שהיה דודו של הצאר ניקולאי, ויורש העצר שלו, ביקר בירושלים ב-1888. החצר נבנתה בשנת 1892 מחוץ למגרש הרוסים, בסמוך לפתחו הצפון-מערבי, עקב מחסור במקום בתוך המגרש. הכניסה הראשית לחצר הייתה דרך אולם קבלה מפואר ממזרח (היום רחוב מונבז), ואילו הכניסה לכרכרות ולמשרתים הייתה מדרום (היום - רחוב הלני המלכה, וזהו הפתח היחיד לחצר, נכון ל-2007). המבנה כלל 16 חדרי אירוח, מהם שמונה מפוארים ביותר; ארבעה אולמות לקבלת פנים; שני חדרי אוכל; ספרייה; מכבסה; בית מרחץ; מחסנים; אורווה ומוסך. בראשית המאה ה-20 נוספו למבנה המגדלים הפנימיים ששימשו כחדרי שירותים. לצורך ההיגיינה, חוברו המגדלים למבנה עצמו במעברים תלויים בלבד, ומערכת ניקוז מודרנית לימים ההם ניקזה את השפכים הרחק ממגרש הרוסים. בחצר סרגיי התארחו בני אצולה ובני משפחת הצאר, ביניהם היו הנזיר גריגורי רספוטין, הסופר המודרניסט אנדרי ביילי ואחרים.
עד פרוץ מלחמת העולם הראשונה שימש הבניין בייעודו העיקרי, אך בתקופת המנדט שוכנו בו משרד הפנים והמחלקה לעבודות ציבוריות. ב-1922 הוקמו בחצר צריפי מגורים לקציני צבא בריטיים, ששימשו את החברה להגנת הטבע במשך שנים רבות. ב-1939 הותקנו בבניין סורגים וחלונות אטומים נגד פגיעה מצד יהודים וערבים, כחלק מהתסיסה נגד שלטון המנדט בארץ ישראל. הבניין שימש עד 2011 את משרד החקלאות וכן את החברה להגנת הטבע. החצר הפנימית הייתה מטופחת מאוד וכללה מתקנים חקלאיים שהובאו אליה בשנות ה-50 על ידי שר החקלאות דאז, משה דיין. באוגוסט 2012 הושלם תהליך מסירת הבניין לממשלת רוסיה, וזו הפכה אותו לבית מלון בשנת 2017.
בית החולים הרוסי.
בית החולים הרוסי נבנה בשנת 1863, אף הוא על ידי האדריכל הרוסי מרטין איוונוביץ אפינגר. הוא נבנה לגובה שתי קומות במתכונת מלבנית מוארכת, ובכל קומה נמתח מסדרון מרכזי, שחדרים משני צדדיו. הכניסה הראשית למבנה מצפון מפוארת מאוד, והיא מעוטרת בסגנון בארוק, וכוללת גמלון קטום האופייני לסגנון. בקומה הראשונה הותקנו בית מרקחת וחדרי מגורים לצוות הרפואי.
בית החולים, שכלל למעלה מחמישים מיטות, היה בית החולים הראשון מחוץ לחומות העיר העתיקה. בית החולים אף סיפק "אוהל מרפאה" נייד, שליווה את הצליינים הרוסיים במסעותיהם ברחבי הארץ, בדרכם לאתרים נוצריים שונים. רוב הצליינים הרוסים היו קשישים, ובעיקר קשישות, שביקשו להגשים באחרית ימיהם את חלום הביקור בארץ ישראל, אך רבים מהם מתו מתלאות הדרך או נפצעו וחלו. בשל כך ברור היה כי מגרש הרוסים חייב לתת מענה לקשיים אלה, ולכן נבנה בו בית החולים.
עם תחילת המנדט הבריטי הפך בית החולים לבית חולים צבאי, ולאחר מלחמת העצמאות הפך לבית החולים של צה"ל, ונקרא בשם "בית חולים אביחיל" ("אבי החיילים"). במשך כמה עשורים שימש המבנה את מעבדות בית החולים הדסה, וכבית ספר לרוקחות. באותן שנים התפתחה האמונה הטפלה כי הבניין רדוף רוחות, ובעיקר רוחותיהם של החולים שמתו במקום בייסורים. בשל כך סירבו עובדים שונים להיכנס אליו.
עם תכנון הקמת קריית עיריית ירושלים הוחלט להרוס את המבנה, אך לבסוף הוחלט לשמרו בשל ייחודו הארכיטקטוני וחשיבותו ההיסטורית.
אצבעו של עוג מלך הבשן.
"אצבעו של עוג" הוא כינוי עממי לעמוד אבן גדול המחובר לסלע האם, אשר מצוי בתוך בור סמוך לכניסה לבית המעצר במגרש הרוסים. העמוד היה מכוסה במשך הדורות באדמה ואשפה, אך בשנת 1871 בעת חפירת היסודות לבניין סמוך, הוא נחשף. ג' אוֹרֶלִי, שווייצרי שביקר בארץ ישראל בשנות ה-70 של המאה ה-19, ציין בזיכרונותיו משנת 1876 כי העמוד שוכן בחזית כנסיית השילוש הקדוש וכי הוא מגודר ונראה לעין. במפתו של וילסון משנת 1900 מסומנת "האצבע" כ-pillar (ראו לעיל).
ההשערה היא כי במקום פעלה מחצבה, ששימשה את בנאי בית המקדש השני בתקופת הורדוס. העמוד, שיועד לבית המקדש, נסדק כנראה במהלך החציבה והוחלט להשאירו במקומו. בירושלים התגלו שני עמודי אבן דומים נוספים, שניהם בשכונת מחנה יהודה, אך הבניה העירונית מסתירה אותם.
אכסניית ניקולאי.
אכסניית ניקולאי הייתה המבנה האחרון שנבנה במגרש הרוסים בשנת 1903, והיא נקראה על שם הצאר ניקולאי השני, שיזם ומימן את בניית המתחם כולו. האכסניה הענקית, שכללה למעלה מ-1,000 חדרי אירוח, נועדה לפתור את מצוקת הצפיפות של הצליינים שמספרם עלה וגאה מדי שנה. בהמשך, שימש המבנה את משטרת מחוז ירושלים כבית מעצר וחדרי חקירות.
שערי המתחם.
במגרש הרוסים ישנם 2 שערים, אחד צפוני ואחד דרומי שהיו בעבר מבנים הרבה יותר גדולים ונותרו מהם רק שרידים. השער הדרומי הועתק ממקומו המקורי כחמישים מטרים לכיוון צפון, בעת בניית בניין העירייה בשנות ה-90 של המאה ה-20.
בתרבות.
מגרש הרוסים הוא נושא שירו של המשורר שאול טשרניחובסקי "על מגרש הרוסים" משנת 1936.
מרד הפסחא
דגל אייר
בתיסקף
בתיסקף היא צוללת מאוישת קטנה המיועדת לצלילה למקומות עמוקים במיוחד. הבתיסקף מורכב מתא לצוות (עם מקום ל-2 עד 3 אנשים), הדומה לבתיספרה, ומעליו מצוף הממולא בנוזל קל ממים, כגון בנזין, וזבורית. כדי להעלות את הכלי ממעמקים, משחררים את הזבורית, שהיא אוסף של כדורי ברזל קטנים הנמצאים במיכל מיוחד בצורת משפך, ומוחזקים על ידי אלקטרומגנט בפתחו. הבתיסקף מונע באמצעות מנוע חשמלי, המוזן מסוללות, ויכול לנוע למרחק של מספר קילומטרים.