Внутри павильон украшен тысячами раковин, привезёнными из Средиземного, Красного, Японского и Чёрного морей, а также водоёмов Подмосковья. Занимался отделкой «гротических дел мастер» немец Иоганн Фохт. Из раковин и других материалов (тонированной гипсовой лепнины, туфа, песка, мха, кусочков дробленого стекла и зеркал) он создал гротески – причудливые декоративные композиции, сочетающие реальные и фантастические элементы.
В нишах «Грота» размещены инкрустированные раковинами и перламутром деревянные и глиняные скульптуры – работы западноевропейских мастеров.
Строительством павильона занимался крепостной архитектор Фёдор Аргунов, работа шла около пяти лет — с 1756 по 1761 год. Почти в те же годы возводил грот Бартоломео Растрелли в Царском Селе. Эти два грота – единственные оставшиеся в России от Галантного века. Но кусковский грот может похвастаться ещё и своим сохранившимся с XVIII века уникальным убранством.
Над его восстановлением трудились реставраторы центра имени академика И.Э. Грабаря с 2107 по 2019 год. За века часть элементов-ракушек была утрачена, и впервые за историю постройки их восполнили новыми.
К неожиданности мастеров за прошедшие 250 лет семь видов моллюсков, чьи раковины использовал Фохт, успели вымереть, а некоторые поменяли среду обитания и внешний вид. Но вместе со специалистами Института океанологии РАН реставраторы подобрали наиболее подходящую замену. Они использовали около 150 тысяч раковин, привезенных из Греции, Италии, Турции и Франции.
