Bàn bạc xây dựng một cung điện mới thứ 4 dành cho Nữ hoàng Elizabeth bắt đầu vào đầu thập niên 1750, năm 1753 Rastrelli đệ trình phiên bản dự án sửa đổi sau cùng của ông. Dự án rất phức tạp do nhu cầu phải kết hợp cấu trúc hiện có (Cung điện Mùa Đông thứ 3 ông thiết kế lúc trước) vào thiết kế một công trình có quy mô lớn hơn, cả về kích thước lẫn phí tổn.

Lúc đang tiến hành thi công trong năm 1754, Rastrelli kết luận cung điện mới bao gồm không chỉ là sự mở rộng, mà còn xây dựng trên nền móng của cung điện cũ vì thế cần phải san bằng cấu trúc trước. Rastrelli không kỳ vọng đáp ứng được yêu cầu của Elizabeth phải hoàn tất trong 2 năm, nhưng ông vận dụng kinh nghiệm đáng kể của mình trong việc chỉ đạo dự án quy mô này, tổ chức với một mức độ chưa từng có ở St Petersburg.