Верхнюю ванну построили на берегу Зеркального пруда в 1777-1779 годах. Авторами проекта в стиле ранний классицизм стали архитекторы Василий Иванович и его сын Илья Неёловы. Другое название этого павильона — «Мыльня их высочеств».
До середины XIX столетия Верхняя ванна была разделена на парильню, сени, раздевальню, ванну, водогрейную и зал для отдыха. Её стены и потолок были расписаны А.И. Бельским по гравюрам с рисунков зодчего Винченцо Бренна и художника Франциска Смуглевича.
Во время оккупации Царского села фашистами Верхняя ванна была уничтожена, её реставрировали в 1952-1953 годах. В центральном зале восстановлены изображения античного мифа о Фаэтоне. Теперь в павильоне проводятся временные выставки.
