Po II wojnie światowej Ambasada ZSRR w Polsce przez krótki czas mieściła się w budynku przy ul. Wileńskiej 13, w dzielnicy Praga, znajdującej się na prawym brzegu Wisły, a następnie, od 1945 r. do 1955 r. – w budynku wzniesionym w latach 20.-30. XX w. w stylu art déco przy al. Szucha 2/4.

Na początku lat 50. podjęto decyzję o budowie nowego gmachu Ambasady. Polskie władze przeznaczyły na ten cel liczącą 4 ha działkę, leżącą niedaleko Łazienek Królewskich, pomiędzy ulicami: Belwederską, Klonową, Spacerową oraz Zawrotną. Przed II wojną światową na tej działce nie było budynków mieszkalnych.

Do 1954 r. zakończono główną część prac nad wzniesieniem w Warszawie Pałacu Kultury i Nauki – daru narodu radzieckiego dla Polskiej Republiki Ludowej. Pozwoliło to wykorzystać stworzoną w tym celu bazę produkcyjno-materialną do budowy gmachu Ambasady ZSRR.

Kierownikami projektu, zatwierdzonego w kwietniu 1954 r. przez zastępcę ministra spraw zagranicznych ZSRR W. Zorina, zostali znani radzieccy architekci A. Wielikanow oraz I. Rożyn, a w skład zespołu autorów projektu weszli m.in.: członek Prezydium Akademii Budownictwa i Architektury ZSRR, laureat Nagrody Stalinowskiej i Nagrody Leninowskiej W. Nasonow (urodzony w 1900 r. w Warszawie w rodzinie zoologa, profesora Uniwersytetu Warszawskiego N. Nasonowa), laureat Nagrody Leninowskiej i Nagrody Stalinowskiej, zasłużony budowniczy RFSRR N. Nikitin, który później stworzył projekt wieży telewizyjnej Ostankino. Budową gmachu Ambasady ZSRR w Polsce zajmowała się pracownia architektoniczna członka Akademii Budownictwa i Architektury ZSRR L. Rudniewa – wybitnego radzieckiego architekta, autora m.in. projektu gmachu Uniwersytetu Moskiewskiego na Wzgórzach Worobiowych, Ludowego Komisariatu Obrony w zaułku Antipiewskim w Moskwie, Muzeum Armii Czerwonej (obecnie Centralne Muzeum Sił Zbrojnych Rosji) i Akademii Wojskowej im. M. Frunzego na Dziewiczym Polu w Moskwie.

Zgodnie z uchwałą Państwowego Komitetu ds. Budownictwa Rady Ministrów ZSRR z dnia 2 kwietnia 1954 r., „biorąc pod uwagę złożoność architektoniczną i specjalne wymagania dotyczące projektowania gmachu Ambasady ZSRR w Polsce, Państwowy Komitet Rady Ministrów ZSRR ds. Budownictwa uważa za możliwe przyznanie projektowi wskazanego gmachu statusu budowli o wyjątkowej wartości architektonicznej”.

Budowę kompleksu Ambasady rozpoczęto od wyrównania gruntu i wzniesienia sztucznego wzgórza. Wydzieloną przez władze miejskie działkę niełatwo było zagospodarować ze względu na wody podziemne i skomplikowaną rzeźbę terenu w lewobrzeżnej części miasta. W okresie najbardziej intensywnych prac, od końca lata 1954 r. do jesieni 1955 r., przy budowie pracowało ponad 500 radzieckich robotników, m.in. budowniczych, dacharzy i kamieniarzy. Materiały budowlane, podobnie jak przy budowie Pałacu Kultury i Nauki, były dostarczane głównie z ZSRR (biały marmur zdobiący foyer i schody reprezentacyjne Ambasady sprowadzono z Południowego Kaukazu, granit – z Ukrainy itd.). Jednocześnie stosowano także polskie materiały – wykorzystane do wykończenia fasady wapniowce i piaskowce pochodziły z polskich kamieniołomów, a żelbetowe belki do stropów wyrabiane były z lokalnego cementu i kruszywa bazaltowego w fabryce znajdującej się na warszawskim osiedlu Jelonki.

5 listopada 1955 r., decyzją ówczesnego ambasadora ZSRR P. Ponomarienko, z Warszawy nadano telefonogram z informacją, że budowa została ukończona, i z prośbą o wysłanie do stolicy Polski członków komisji odbierającej na 12 listopada 1955 r. Ta druga data jest uznawana za oficjalny termin oddania nowego gmachu Ambasady do użytku, jego „dniem urodzin”.

Gmach Ambasady jest klasycznym przykładem monumentalnego socrealizmu, zwanego także stalinowskim stylem empire, charakterystycznego dla architektury lat 30.-50. XX w. Zgodnie z wizją autorów projektu wygląd zewnętrzny gmachu naśladuje petersburską architekturę pałacową XVIII-XIX w. Budynek wzniesiono na planie podkowy; majestat prawie stumetrowej fasady podkreślają centralny portyk z czterema kolumnami jońskimi i potężna kopuła. Wspólnymi elementami dekoracyjnymi fasady głównej, a także ryzalitów bocznych (skrzydeł) są symetrycznie położone pilastry jońskie i attyka, którą stanowi relief wznoszący się ponad wieńczącym budynek gzymsem. Patio od strony ulicy Spacerowej zamyka altanka z kolumnami i fontanną.

Najokazalsze pomieszczenia położone są w głównej części Ambasady od strony ul. Belwederskiej. Do budynku wiodą reprezentacyjne 27-stopniowe schody wykonane z granitu. Sala wejściowa ozdobiona jest kolumnami doryckimi; biel marmuru symetrycznych schodów prowadzących na piętro podkreśla światło padające z dużego okna weneckiego. Pomieszczenia reprezentacyjne zostały wykonane w formie przestronnej amfilady pięciu sal: Kominkowej, Lustrzanej, Okrągłej (Kopułowej), Złotej i Marmurowej. Wysokość pomieszczeń wynosi ponad sześć metrów, plafon jest bogato zdobiony monumentalnymi malowidłami, w przestrzeń pomieszczeń doskonale wpisują się mistrzowsko wykonane kryształowe żyrandole. Każda sala ma własny, charakterystyczny styl; największe sale, Lustrzana i Złota, położone są symetrycznie po obu stronach Sali Okrągłej. Regularnie odbywają się tam przyjęcia, różnorodne wydarzenia protokolarne, konferencje i spotkania.

W Sali Okrągłej na całej wysokości portali drzwiowych zamieszczono kolorowe panneau z mozaiką przedstawiającą pory roku autorstwa wybitnego radzieckiego malarza i grafika, członka Akademii Sztuki ZSRR, malarza ludowego ZSRR W. Faworskiego.

W Sali Złotej i Kominkowej znajdują się obrazy radzieckich artystów z lat 50.-80. XX w.: „Bez” (jeden ze wzorów słynnej serii o tym samym tytule) autorstwa członka Akademii Sztuki ZSRR, malarza ludowego RFSRR P. Konczałowskiego, „Nad jeziorem Onega” autorstwa członka Akademii Sztuki ZSRR, malarza ludowego ZSRR J. Kugacza, „Martwa natura z głuszcami” autorstwa członka Rosyjskiej Akademii Sztuki, malarza ludowego RFSRR W. Pieriejasławca, „Marzec” autorstwa jednego z najwybitniejszych przedstawicieli radzieckiego socrealizmu N. Tierpsichorowa, a także dzieła cenionych radzieckich i rosyjskich malarzy, m.in. D. Gienina, L. Narodnickiego, A. Panikiana i J. Chaimowa.

W ciągu 60 lat swojego istnienia Ambasada była miejscem wielu wydarzeń historycznych, w jej murach bywali radzieccy przywódcy, znani polscy działacze państwowi i polityczni, przedstawiciele gospodarczej i kulturalnej elity. Gmach Ambasady Rosji w Polsce pozostaje jedną z najważniejszych rosyjskich nieruchomości za granicą i jednym z najpiękniejszych budynków w Warszawie.