На берегу Зеркального пруда расположен павильон «Верхняя ванна», или, как его называли в XVIII веке, «Мыльня их высочеств», построенный в 1777–1779 годах архитекторами В. И. и И. В. Нееловыми.

Верхняя ванна исполнена в стиле раннего классицизма. Скупо украшенный фасад производит впечатление изысканной простоты благодаря пропорциональному соотношению основного объема и обращенного в сторону пруда трехгранного ризалита. Стены ризалита в нижней части прорезаны полуциркульными окнами и широким дверным проемом, а вверху — круглыми окнами. Венчает здание парапет с балюстрадой.

Особенно хорош вид на Верхнюю ванну, открывающийся с центральной аллеи Старого сада. Фасад павильона, отчетливо вырисовываясь на фоне зелени, замыкает перспективу пруда, в зеркальной глади которого отражаются его светло-желтые стены.

До середины XIX века Верхняя ванна сохраняла свое первоначальное назначение и состояла из шести помещений: сеней, раздевальни, ванны, бани (парильни), помещения истопника (водогрейной) и центрального восьмигранного зала для отдыха.

Потолок и стены центрального зала расписал А. И. Бельский по гравюрам с рисунков художника Ф. Смуглевича и архитектора В. Бренны, исполненных ими с росписей Золотого дома Нерона в Риме.

Разрушенная в годы войны Верхняя ванна была реставрирована в 1952–1953 годах. Плафон и два десюдепорта центрального зала, как и прежде, изображают сцены античного мифа о Фаэтоне, сыне бога Солнца. В полихромной росписи стен, воссозданной тогда же, использованы мотивы гирлянд, цветов и фруктов, придающие интерьеру праздничность и нарядность.

В настоящее время павильон используется для размещения временных выставок.