Объект включает в себя башню-руину, готические ворота, грот, дом привратника, колодец, конюшенный двор с воротами, здание с ионическим портиком, две конюшни, кузницу, ледник, две оранжереи, Туфовый мост и «Парнас».

Ансамбль Орловской усадьбы находится на западном берегу Орловского пруда, ранее известного как Заводской.

Первая дача, построенная здесь около 1800 года, была государственной, но затем перешла к советнику Польской канцелярии Ф. Е. Кудеру. В начале XIX века дача включала главный дом и флигель, рядом с которым располагался небольшой регулярный сад радиальной планировки. Вдоль берега пруда простирался английский сад, а южнее находились крестьянские поля деревни Халузи. В 1820-х годах дача принадлежала баронессе Строгановой.

В начале 1830-х годов ее приобрел граф Алексей Федорович Орлов, командир конного полка, который каждое лето располагался лагерем в Стрельне. Граф Орлов, пользовавшийся особым расположением императора Николая I за участие в подавлении восстания декабристов в 1825 году, пожелал иметь дачу на берегу пруда в Стрельне, и прежние владельцы были переселены.

В середине 1830-х годов по проекту архитекторов П. С. Садовникова и И. Шарлеманя был создан обширный дворцово-парковый комплекс. Пейзажный сад занял всю территорию дачи.

В 1834-1835 годах в парке был построен большой деревянный дворец в готическом стиле по проекту П. Садовникова. Дворец имел симметричную композицию: к главному двухэтажному корпусу примыкали одноэтажные галереи-переходы, соединявшие его с флигелями. К северо-западному углу главного корпуса примыкала высокая четырехэтажная башня. Восьмигранные пилоны по углам здания, зубчатые парапеты, эркеры и стрельчатые фронтоны придавали дворцу живописный вид. Дача Орлова считалась одной из самых красивых в окрестностях Петербурга. Перед фасадом дворца, обращенным к пруду, стояли две конные статуи на высоких постаментах, отлитые П. Клодтом. Широкая лестница, ведущая в парк, была украшена чугунными орлами, символами фамилии владельцев.

Парковые сооружения также были выполнены в готическом стиле: домик привратника, ворота, готический колодец, башня-руина с гротом и смотровой площадкой, оранжерея и комплекс конюшен с хозяйственными постройками. Все они были построены по проекту П. Садовникова и И. Шарлеманя.

В 1830-1840-х годах к усадьбе Орлова присоединили несколько участков: южный, принадлежавший купцу Хавскому, и западный, отошедший от слободы и старого казарменного комплекса после изменения трассы старой Нарвской дороги. В 1840-1850-х годах П. С. Садовников преобразовал эту территорию, объединив ее с ранее созданным садом и возведя новые парковые сооружения. В усадьбе появился новый пейзажный пруд, рядом с которым построили башню-руину и грот на берегу. У шоссе возвели каменную готическую караулку с воротами. В южной части усадьбы, рядом с квадратным прудом, разбили лабиринт с готическим колодцем. У южной границы имения появилось оранжерейное хозяйство и Конный двор.

В центре пруда, переименованного из Заводского в Орловский, был создан насыпной Остров Любви, соединенный с берегом изящным мостиком.

Согласно традиции XVIII века, в парке построили лабиринт с домиком в центре. Когда посетитель открывал дверь, на него с ревом набрасывался огромный медведь, вставший на задние лапы. Это было чучело, приводимое в движение системой рычагов.

Одну из конюшен Конного двора с полукруглой крышей и въездными воротами с башенками можно увидеть на Фронтовой улице. Здание украшено барельефами лошадиных голов, выполненными скульптором Д. И. Иенсеном. Остальные здания находятся на территории военного ведомства и используются как ветеринарные склады.

Во время Великой Отечественной войны все постройки в парке были разрушены, за исключением башни-руины и колодца. Восстановлены домик привратника и готические ворота, а также возобновлена планировка парка.