Первым проектом павильона занимался Росси, результат Николая не удовлетворил и дело перепоручили Монигетти. У того на чертежи ушло добрых два года, а дальнейшими работами руководил другой архитектор – Камуцци.
Турецкая баня представлена невысоким зданием, увенчанным двумя куполами, покрытыми позолотой, а также минаретом с полумесяцем на его вершине. Нутро павильона облицовано мрамором и декорировано на мавританский манер: мозаика, цветастость, роспись, позолота. Главный зал бани занимал бассейн с фонтаном, установленным по центру «водоема». Здесь же располагались мраморные «таблицы» со стихами (изготавливались в Турции). Некоторые элементы декора привезли из султанского дома (из Адрианополя) в качестве военных «призов».
За годы ВОВ павильон очень сильно пострадал, впоследствии (в середине 20-ого столетия) реставрацию прошла только внешняя составляющая здания, а до ума его довели (отремонтировав и интерьеры) к трехвековому юбилею Царского Села.