Картинный зал — одно из старейших помещений Петергофского дворца, он создан ещё при строительстве «Нагорных палат» Петра I. В первоначальном варианте здания зал был самым крупным парадным помещением. Объёмы и пропорции зала за все последующие перестройки не изменялись; он даже сохранил элементы изначальной отделки по замыслу императора, который воплощали Ж.-Б. Леблон и Н. Микетти.
Известно, что при Петре I интерьер украшали гобелены французской работы и 16 картин итальянских живописцев, за что зал именовался Итальянским салоном. В дальнейшем декор зала неоднократно переделывался. В 50-е годы XVIII века интерьер был изменён по проекту Б. Ф. Растрелли: в зале появился паркет, заменивший мраморную плитку, зеркала в барочных рамах, а также изысканные  десюдепорты.

В 1764 году зал обрёл свой нынешний вид, когда по проекту Ж. Б. Валлен-Деламота была закончена шпалерная развеска картин, принадлежащих кисти П. Ротари. Приехавший в Россию в 1756 году граф Пьетро Ротари пользовался репутацией мастера идеализированного портрета, был назначен придворным художником и пользовался благосклонностью императрицы Елизаветы Петровны. Он оставил след в русской живописи: у него учились Ф. С. Рокотов и И. С. Аргунов. В 1762 году Ротари умер; Екатерина II распорядилась приобрести у вдовы итальянского художника все его полотна, оставшиеся в мастерской. Часть их Ротари привёз с собою из Германии и Италии, но большинство были созданы в России. Большой знаток костюма, Ротари любил рисовать идеализированные портреты молодых девушек или мужчин в национальных одеждах (польских, русских, турецких, венгерских, татарских и т. п.). Большинство работ художника, попавших в Петергоф, — как раз такие портреты. Ротари был плодовитым и модным художником: в Китайском дворце Ораниенбаума есть кабинет Ротари, в Архангельском, подмосковном имении Юсуповых, — салон Ротари; его работы представлены в коллекциях российских и зарубежных музеев. Но самое крупное собрание работ художника представлено в Картинном зале: 368 полотен занимают почти всю площадь стен.Шпалерная развеска часто применялась для украшения интерьеров; в Петергофе таким же образом отделан павильон «Эрмитаж», в Большом Екатерининском дворце тоже есть Картинный зал, где реализован тот же принцип размещения живописных работ. Однако не было случая, чтобы шпалеры были составлены из работ только одного художника; в этом плане интерьер не имеет аналогов. Зал, во времена Елизаветы Петровны недолго называвшийся Старым, стали именовать Кабинетом мод и граций или Галереей Ротари; со временем за ним закрепилось современное название.