Проект каскада был подготовлен архитектором Николо Микетти, однако первоначальный замысел не осуществился. К реализации принципа «дворец — каскад» вернулись в конце XVIII века, когда по проекту А. Н. Воронихина. Каскад, сооружённый в 1799—1801 годах, представлял собой прямоугольный бассейн с двумя полукруглыми водопадными уступами и с восемью плоскими фонтанными мраморными чашами — вазы из тивдийского мрамора были изготовлены по рисунку Воронихина и установлены в 1805 году. Каскад, по местоположению именовавшийся Эрмитажным, получил своё второе, более известное название.
В 1854—1857 годах по проекту А. И. Штакеншнейдера каскад был полностью перестроен из-за разрушения основного материала, пудостского известняка. Бассейн был увеличен, на гранитном цоколе, повторяющем старый контур, установили трёхстороннюю монументальную колоннаду из 14 восьмиметровых ионических колонн из тёмно-серого сердобольского гранита. В промежутках между колоннами расположили 12 чаш, сделанными Петергофской гранильной фабрикой из того же мрамора, с одноструйными фонтанами. Снизу каскад декорировали маскаронами, которые расположились под каждой чашей. Каскад, решённый в стилистике позднего классицизма, несколько необычен для петергофского ансамбля. Его выделяют строгость античных форм, лаконичность водного оформления, подчёркнуто сдержанные цвета камня, полное отсутствие золочёных деталей. Во время Великой Отечественной войны каскад серьёзно пострадал, был взорван, скульптуры были похищены; остались лишь цоколь, часть колоннады и повреждённые мраморные чаши. Проект восстановления был разработан под руководством В. С. Баниге. Реставрация заняла продолжительное время — лишь в августе 2000 каскад вновь заработал.