Зимний сад был создан по проекту архитектора В.П. Стасова во время перестройки дворца после пожара 1837 года. Располагался сад над Посольским подъездом. Внутри, на уровне третьего этажа размещался балкон, куда имелся выход из императорских покоев. Пройти в сад можно было также из Николаевского зала через Помпейскую галерею. Сад поражал современников своей пышностью, уютом, новаторским архитектурным и инженерным решением. В настоящее время помещение, в котором располагался сад, используется как выставочный зал.
Полотно «Зимний сад Зимнего дворца в Петербурге» было написано М.И.Антоновым под руководством его наставника академика А.Г. Венецианова, лично выбравшего для него данный интерьер. Использованная живописцем близкая точка зрения в полной мере позволяет зрителю детально рассмотреть убранство этого удивительно изысканного рукотворного уголка природы: композиции из экзотических растений, обвитый зеленью балкон, фонтан, камни, осветительные приборы. Умело отобразив богатую растительность, среди которых доминируют различные виды пальм, художник успешно решил задачи не только перспективного вида, но и натюрморта. Созданию гармоничного целостного образа способствует мягкий, разливающийся в пространстве свет, проникающий из окон и остекленного потолка.
Произведение получило высокую оценку современников, и в 1841 году Антонов был удостоен малой серебряной медали Императорской Академии художеств. Однако, по прошествии времени подлинное имя художника затерялось. Долгое время полотно из-за ошибки писаря считалось работой некоего Антипова. Установить истинное имя автора удалось сотруднику Третьяковской галереи В.А.Петрову.