Entre las construcciones más importantes de su reinado se encuentran el palacio Petrovski (1776-1780) en honor a la victoria de la Rusia imperial sobre el Imperio otomano, después de la guerra ruso-turca de 1768-1774, un palacio imperial, construido por Matvei Kazakov, sirvió de lugar de descanso de Catalina antes de la llegada a Moscú de la carretera de San Petersburgo; la catedral de la Santísima Trinidad del monasterio de Alejandro Nevski (1776-1790) (diseñada por Ivan Starov); el Palacio del Senado (1776-1788), un proyecto neoclásico de Matvéi Kazakov, para albergar el Senado moscovita, la máxima institución legislativa de la Rusia imperial (en el siglo posterior el edificio fue utilizado por la Corte Regional de Moscú); el Teatro del Hermitage (1782-1785), como teatro palladiano siguiendo un proyecto de Giacomo Quarenghi quien se inspiró en el Teatro Olímpico de Vicenza; el palacio de Alejandro (1792-1796), un proyecto neoclásico encargado por Catalina a Giacomo Quarenghi para su nieto favorito y futuro emperador Alejandro I de Rusia con motivo de su matrimonio con la gran duquesa Elizaveta Alekséievna, nacida princesa Luisa María Augusta de Baden; Bajo su mandato, que ejemplificó la de un déspota ilustrado, se construyeron más palacios en San Petersburgo que en cualquier otra capital en el mundo.