Cet escalier monumental fut réalisé par Contant d'Ivry entre 1765 et 1768.
La coupole qui domine la cage d’escalier s’élève à 26 mètres de hauteur pour capter la lumière et accroitre l’impression de hauteur.
L’escalier conduisait aux appartements du duc et de la duchesse d’Orléans, respectivement en face et à droite du palier du 1er étage et, à gauche, à cette salle d’opéra, détruite en 1781 par un incendie, reconstruite sous forme de théâtre à l’ouest du palais, qui deviendra le Théâtre français (aujourd’hui Comédie française).
Des colonnes ioniques (ionique = l'un des trois ordres de l'architecture grecque caractérisé par des colonnes cannelées et des chapiteaux ornés de volutes retombant de deux côtés sur la colonne) sont disposées sur tout le pourtour de la cage d’escalier. Les chapiteaux sont attribués à Pierre Blondeau.
On remarque également trois panneaux de fresques en trompe-l’œil attribués à Pierre Antoine Demachy et Hugues Taraval. Les compositions en forme de scènes de théâtre ou d’opéra renvoient à la salle d’opéra qui existait auparavant. Les frontons et portes sont des répliques en trompe l’œil de celles du palier du 1er étage.
Cinq figures féminines sont représentées en tunique antique, et surplombées par un médaillon figurant également un visage féminin. Seul le panneau central est doté d’un médaillon représentant un visage masculin qui est, dit-on, celui de Richelieu, premier occupant de ce palais.
La rampe en fer poli et cuivre doré aurait été dessinée par le sculpteur Jean Jacques Caffiéri et réalisée par le ferronnier d’art et serrurier Corbin en même temps que l’escalier au XVIIIe siècle. Elle est ornée de rosaces, de pommes de pin, et de têtes de faune. A la hauteur du premier étage, on aperçoit, au centre, deux L, chiffre de Louis-Philippe, duc d’Orléans, dit Louis le Gros (1725-1785) à l’initiative de ces travaux.