Комплекс помещений на первом этаже Большого Меншиковского дворца известен у историков как «Воронцовская половина», или «покои Воронцовой». В середине XVIII века, когда владельцем Ораниенбаума, изначально принадлежавшего сподвижнику Петра I Александру Меншикову, стал великий князь Петр Федорович, будущий император Петр III, на месте скромных служебных помещений появляются роскошные парадные покои. Их для своей фаворитки Елизаветы Воронцовой, фрейлины будущей императрицы Екатерины II, велел перестроить Петр Федорович. Он был так привязан к своей даме сердца, что, уже будучи арестованным, просил заговорщиков оставить ему только три вещи — скрипку, трубку и девицу Воронцову.
Впоследствии и этот дворец, и весь дворцово-парковый ансамбль несколько раз меняли хозяев. К концу XIX века ими становится семья герцога Георга Мекленбург-Стрелицкого. Но новые владельцы старались сохранить облик покоев XVIII века. Серьезный ущерб был нанесен всему дворцу в советское время, когда здесь обосновалось Гидрографическое управление Балтийского флота.
— Наша экспозиция открыта в той части дворца, у которой была сложная судьба, — рассказала корреспонденту TANR Ирина Федотова, хранитель музейной экспозиции. — Фактически одни и те же помещения хранят память и о XVIII, и о XIX веках. И мы старались максимально сохранить в интерьерах оба этих исторических периода.
Петр Федорович поселил свою фаворитку Елизавету Воронцову на первом этаже дворца, его комнаты находились на втором этаже, их связывали потайные лестницы. Именно тогда эти покои обрели изысканную отделку: изящную лепнину потолка, деревянные резные панели, узорные паркеты. Лепная отделка потолков, сделанная способом намазной штукатурки, была выполнена итальянским мастером Джованни Джанни, работавшим в Петербурге в то время. Небольшой центральный зал покоев Воронцовой получил название «Зал Дианы» из-за сюжета лепки: богиня Диана в окружении нимф. Позже, при герцоге Мекленбург-Стрелицком, это помещение использовалось как гостиная, и, по воспоминаниям современников, Александр Бенуа, часто бывавший в гостях у герцога, неизменно восхищался роскошной лепниной потолка. В XIX веке интерьер зала Дианы был дополнен настенной лепкой, стилизованной под XVIII век и выполненной в технике отливки.
Всего были отреставрированы шесть помещений: зал Дианы, спальня, Золотой кабинет, кабинет хозяина и две небольшие проходные комнаты. К парадному залу примыкала парадная опочивальня с альковом. В ней сохранилась роспись потолков XVIII века, золоченая резьба, камин работы конца XIX века, стилизованный под эпоху Воронцовой. В Золотом кабинете сохранилась вызолоченная лепнина потолка, которую недавно отреставрировали. При Воронцовой в нем сначала были деревянные резные панели, потом их заменили на лепнину, в таком виде этот интерьер дошел до наших дней. Главный сюжет лепнины Золотого кабинета: богиня Аврора приветствует восход солнца. Интерьер кабинета хозяина был сохранен на то время, когда он принадлежал герцогу Мекленбург-Стрелицкому: вся его обстановка составлена из мебели того времени, подлинный только небольшой столик с видами Ораниенбаума. Этот интерьер был воссоздан достаточно близко к оригиналу в основном благодаря множеству сохранившихся фотографий, поскольку жена герцога Наталья Федоровна Карлова увлекалась фотографией.
А еще семья герцога Георга Мекленбург-Стрелицкого увлекалась фарфором. Судя по фотографиям и сохранившейся описи, коллекция насчитывала десятки сервизов Императорского фарфорового завода, Мейсенской и Севрской фарфоровых мануфактур, сотни предметов мелкой пластики из фарфора. После революции коллекцию разделили между разными музеями, часть предметов попала в Петергофский дворец. Сейчас некоторые из «родных» для этих стен сервизов снова выставлены в покоях Воронцовой.