Примечательным зданием Петровской набережной является дворец великого князя Николая Николаевича, возведенный в 1910 году по проекту архитектора А. Хренова. С 1985 года здесь находился дворец бракосочетания, известный своими праздничными и изящными интерьерами. Летом 2000 года администрация Санкт-Петербурга предоставила дворец для использования в качестве официальной резиденции полномочного представителя президента России в Северо-Западном федеральном округе.
Но, конечно, самым важным памятником набережной является Домик Петра – первый дом Санкт-Петербурга. Это единственное деревянное строение, сохранившееся со времени основания города.
Домик Петра I – старейшее из сооружений Петербурга, уникальный памятник истории города. Он построен в течение трёх дней, с 24 по 26 мая 1703 года. Под пушечную пальбу 28 мая Петр I переехал в свой новопостроенный дворец.
Домик срублен из сосновых брусьев и покрыт гонтом. В документах 1720-х годов Домик носит название «старых красных хоромцев, что у двора Романа Вилимовича Брюса в роще», или просто «красных хором». Меж тем это обычная крестьянская изба с расширенными трёхстворчатыми окнами, на две светлицы – очень маленькие комнаты с низким потолком. Настолько низким, что удивительно, как тут помещался весьма рослый даже по меркам нынешнего времени Пётр I. Сравните: рост Петра I – 204 сантиметра, высота самых больших входных дверей – 182 сантиметра. Всё здание имеет высоту от пола до крыши 2,5 метра, длину по фасаду – около 12 метров, ширину – около 5,5 метра.
Широкие трёхстворные окна прорезают стены, расписанные под кирпич. Горницы разделены сенями. Слева – столовая, справа – кабинет Петра I, между ними небольшая спаленка. В доме нет ни печей, ни дымоходов: летом, когда здесь жил царь, в них не было нужды, а зиму Петр обычно проводил в походах и поездках. Стены обтянули выбеленной холстиной, расписали притолоки, ставни, двери.
В XVIII веке деревянную кровлю украшало резное из дерева изображение мортиры. По концам конька стояли «бомбы с горящим пламенем». Надо сказать, что и мортира, и «бомбы» были установлены не просто так, а соответствовали воинскому чину Петра – капитан бомбардирской роты.
Уже в петровское время были приняты меры по предохранению Домика от разрушения. В середине XVIII столетия в одной из двух светлиц была устроена часовня. В 1784 году по указу Екатерины II над Домиком соорудили каменный футляр. Эта необходимость была вызвана тем, что наводнения многократно наносили сооружению вред, фундамент оседал. Кстати, первое из них случилось ещё осенью 1703 года, в первый год жизни города.