We wschodnim skrzydle znajduje się Teatr Stanisławowski.

W Ogrodzie Zimowym znajduje się Królewska Galeria Rzeźby. Była ona, obok Galerii Obrazów w pałacu Na Wyspie i Galerii Grafiki w Białym Domu jedną z trzech głównych galerii w Łazienkach Królewskich. Znajduje się tutaj stała ekspozycja rzeźb gipsowych i marmurowych pochodzących m.in. z kolekcji Stanisława Augusta, które ocalały podczas II wojny światowej. W latach 2012–2014 w budynku odsłonięto, poddano konserwacji i uzupełniono znajdujące się pod warstwami farby malowidła autorstwa Jana Chrystiana Kamsetzera. Malowidła pokrywały ok. 60% powierzchni ścian w foyer Teatru Stanisławowskiego i ścian w Ogrodzie Zimowym. Ich odkrycie było jednym z najważniejszych wydarzeń konserwatorskich w Warszawie w ostatnich latach.

Zaprojektowana przez Merliniego sala teatralna jest prostokątna i pozbawiona charakterystycznych dla tamtego okresu zaokrągleń. Widownia schodkowo wznosi się w górę i ma kilka rzędów ławek oraz 9 lóż (trzy naprzeciwko sceny i trzy po bokach). W 1787 r. Jan Bogumił Plersch razem z Antonim Gerżabkiem wykonali malowidło na suficie sali, przedstawiające Apolla na kwadrydze w otoczeniu geniuszów.