Здание, в котором расположен Одесский художественный музей было построено в период между 1824 и 1828 годами. Автор проекта не установлен. По окончании строительства сооружение было освидетельствовано известным одесским архитектором Ф. К. Боффо. Первой владелицей дворца была графиня Ольга Станиславовна Нарышкина (урожденная Потоцкая).
В 1888 году дворец был приобретен Одесским городским головой Г. Г. Маразли — видным общественным деятелем, коллекционером и меценатом. В 1892 году Г. Г. Маразли передает дворец городу, с целью устройства в нём музея изящных искусств. Открытие музея состоялось 24 октября (6 ноября) 1899 года.
Архитектура дворца воплощает в себе лучшие традиции русского классицизма начала XIX века. Центрическая композиция постройки, состоящая из двухэтажного корпуса с портиком из шести колонн коринфского ордера, поддерживающих фронтон, двух симметрично расположенных одноэтажных флигелей, соединённых округлыми галереями, отличается строгим и гармоничным изяществом.