По проектам К.И. Росси в Петербурге появилось множество архитектурных ансамблей – композиций, когда здания, площади, улицы и воды рек и каналов образуют единое гармоничное целое. В ансамбль площади Искусств, который был создан в первой половине XIX века, входят здание Михайловского дворца с площадью и сквером, дома по периметру площади и по Михайловской улице, соединившей площадь с Невским проспектом. По замыслу Росси, была образована площадь, а от Михайловского дворца к Невскому проспекту проложена Михайловская улица. Кроме того, он продлил Садовую улицу до Марсова поля, а параллельно Невскому появилась новая улица, идущая от канала Грибоедова до Фонтанки, – Инженерная. 

Центром ансамбля является Михайловский дворец, построенный в 1819 – 1825 годах для великого князя Михаила Павловича, младшего сына Павла I. Дворец, выполненный по типу загородной усадьбы с садом, состоит из главного корпуса и двух флигелей. Главный корпус Михайловского дворца расположен в глубине парадного двора. Широкая лестница, украшенная львами, и пологие изогнутые пандусы ведут ко входу в здание. Сегодня в стенах Михайловского дворца размещается Государственный Русский музей. Здесь собрана огромная коллекция произведений художников и скульпторов XVIII – XX веков, предметов прикладного искусства, памятников древнерусской живописи и т.д.

Росси разработал проекты фасадов домов, которые ограничивают площадь с запада и востока. В частности, это дом Виельгорского (Пл. Искусств, 4) с восточной стороны, а также дома генерал-лейтенанта Голенищева-Кутузова (д. 3) и архитектора Жако (д. 5) с западной стороны, и Дом католической церкви Св. Екатерины (Итальянская улица, 5) с юго-востока. С западной стороны площади Искусств, рядом с Русским музеем располагается Малый драматический театр оперы и балета имен М.П. Мусорского. Здание театра построено в 1831 – 1833 годах под руководством архитектора А.П. Брюллова.

В 1859 – 1860 годах театр был перестроен А.К. Кавосом. В ансамбль площади Искусств входит также здание Санкт-Петербургской государственной филармонии имени Д.Д. Шостаковича. В здании великолепна акустика. Центральный зал украшен коринфскими колоннами, облицованными белым мрамором. К филармонии примыкает здание Театра музыкальной комедии (Итальянская улица, 13). В овальный сквере, в центре площади Искусств в 1957 году был открыт памятник выдающемуся русскому поэту А. С. Пушкину работы скульптора М.К. Аникушина.