Началом нового периода в биографии Фонтанного дома стал 1795 год. В это время сын П. Б. Шереметева, Николай Петрович, собираясь переехать из Москвы в Петербург, задумал обновить дворцовые покои. Проект был заказан архитектору И. Е. Старову, который перестроил парадные помещения в центральной части здания и одну угловую комнату в церковном флигеле. Архитектор не ограничился только переменой декоративной отделки, как поступил Ф. С. Аргунов в 1770-х годах.
И. Е. Старов предложил несколько вариантов отделки. В архиве сохранилась подробная пояснительная записка, составленная перед началом работы: «Описание . плана, каким образом по мнению моему каждый покой отделывается». На полях имеются собственноручные замечания Н. П. Шереметева, в которых он выражал свое одобрение или несогласие с предложениями архитектора. Вот что писал И. Е: Старов об устройстве нового зала: «Новый большой покой, в нем штучный пол старый с прибавлением нового широкого фриза и недостающих штук, к нему стены штукатурные с украшениями, на что впредь и рисунок будет, а потолочные балки надлежит поднять на пол-аршина, которая вышина равна придется против большой старой залы. Хотя место и было бы поднять балки еще выше, однако окошки как переменить невозможно, то покажутся весьма низкими. По такой вышине двери сделать новые выше старых, потолок с карнизом штукатурные, печи новые штучные и один камин, который не изволите ли приказать купить заблаговременно. В оном покое не нужно ли Вашему Сиятельству приказать между окошками зеркала, или лепные украшения довольны будут, так мы и заказывать будем. Доски на окна белые мраморные». На полях рукой графа помечено: «Зеркал не будет, а лепные украшения и приискать камин».
Зал назвали Мраморным, хотя в некоторых документах имеется и другое наименование — Танцевальный. Стены его были облицованы искусственным мрамором «под малахит». Здесь же был установлен «малахитовый камин», купленный Старовым аа 700 рублей.
После перестройки 1795 года парадную анфиладу составили шесть комнат: Проходной покой (на месте бывшего Нового кабинета П. Б. Шереметева), Первая гостиная, или Приемная, Нарядная гостиная, Большой кабинет, Диван (Диванная), Проходной покой.
В Приемной оставался единственный во всем доме живописный плафон, признанный Старовым «нелучшей роботы». Он оказался к тому же очень ветхим, поэтому решено было его убрать и сделать потолок «с украшением», а карниз «с порезками».
Центральной комнатой в анфиладе стала Нарядная гостиная. По замыслу архитектора ей отводилось особое место: «Нарядная гостиная самый лучший покой быть должен и для того пол штучный новый отменной, коробки штукатурные в окнах, богатые двери, панели новые с позолотою, печи новые штучные, потолок с украшением живописью и позолотою, карниз с порезками золочеными, зеркала между окнами с подстольями, столы подводные хрустальные или отменного мрамора, доски на окна мраморные белые, обои какие приказано будет, наддверники писанные на подводных полированны к стеклах, к обоям дорожники богатые: и все стараться как можно богаче сделать».

На месте бывшей Наугольной была устроена Новая спальня Н. П. Шереметева. Ее украшали четыре колонны из розового стекла и пилястры из дерева «под лаком, ибо стеклянные выйдут очень дорого». В комнате поставили новый мраморный камин и изразцовую печь. Стену, примыкавшую к Парадной лестнице, обили войлоком, «чтобы спальне от парадной лестницы никакого слуху не было».
Парадная лестница также полностью перестраивалась: старую деревянную разобрали до основания, а на ее месте построили каменную на столбах со сводами и железными решетками.
В 1796 году, когда все работы в центральной части здания были завершены, Н. П. Шереметев окончательно переехал в Петербург и поселился в Фонтанном доме. Но и после этого он часто и надолго уезжал в Москву. Последние десять лет своей жизни он провел в постоянных разъездах между двумя городами.