Сооружение для зимних забав было выстроено по проекту итальянского архитектора Антонио Ринальди в 1762-1774 годах. Катальная горка сделана из камня, её высота составляет 33 метра. Кстати, этот же архитектор создал в Санкт-Петербурге Мраморный дворец. Ораниенбаумская горка в своё время превосходила аналогичные сооружения в царских резиденциях богатством декора.
С галереи-террасы, расположенной на третьем этаже, начинался деревянный скат. Его разделили на три колеи, ширина которых превысила 6 метров. По средней колее с четырьмя горками спускались коляски, по боковым их поднимали с помощью специальных приспособлений. Протяжённость каменных колоннад-галерей по обеим сторонам ската составляла 532 метра. В середине XIX века вдоль луга Катальной горки высадили пихты, которые сохранились и по сию пору.
Интерьер павильона Катальной горки даёт представление о подлинном убранстве середины XVIII века. Круглый зал украшен позолотой, росписью и лепкой, которые создали итальянские и русские мастера. На полу при помощи различных расцветок искусственного мрамора и дополнительной прорисовки создали рисунки и узоры.
В 1772-1775 годах на саксонском Майсенском заводе специально для павильона создали группы фарфоровых украшений. Их поставили на стенные полочки-консоли в Фарфоровом кабинете. Украшения прославляют победу русских кораблей в Чесменской битве, состоявшейся в 1770 году.
