Павильон Орла образован открытой колоннадой из десяти тосканских колонн, поставленных по полукругу, и полуциркульной глухой стеной с полукуполом над ней, украшенным кессонами и раковиной. Лестницы из трех ступеней ведут на стилобат из тесаного естественного камня. Колоннаду по оси среднего пролета увенчивает высеченный из белого мрамора одноглавый орел, поддерживавший щит с вензелем Павла I.
В нишах, в стене павильона, предполагалось поставить статуи.
Павильон ремонтировался в 1841–1842 годах; тогда были разобраны и возобновлены деревянные конструкции купола. В 1885 году подвергся переделке стилобат с заменой местного известняка путиловской плитой.
В период военных действий в 1941–1944 годах павильон пострадал в результате прямого попадания артиллерийского снаряда. От взрыва обрушилась часть купола, колонн и антаблемента. Павильон реставрирован в 1969 году. Проект реставрации разработала архитектор А. Н. Наумова. Фигура орла осталась невосстановленной.