พระที่นั่งพิมานรัตยา เป็นพระที่นั่งก่ออิฐถือปูน ทาสีขาว ยกพื้นสูง มีเสาลอยรับหลังคาโดยรอบ พระที่นั่งองค์นี้เชื่อมต่อกับพระที่นั่งดุสิตมหาปราสาทด้วยห้องโถงที่เรียกว่า "มุขกระสัน" ลักษณะเป็นห้องโถงยาวทอดยาวไปทางทิศใต้ เป็นพระที่นั่งยกสูง มีระเบียง 3 ด้าน คือ ด้านทิศตะวันออก ตะวันตกและด้านทิศใต้ รอบระเบียงเป็นเสาราย มีหลังคาเป็นชั้นลด 3 ชั้น ทรงไทยมุงด้วย กระเบื้องเคลือบสี มีช่อฟ้า ใบระกา หางหงส์ประดับ หน้าบันจำหลักรูปพระพรหมทรงหงส์ ซุ้มพระทวารเป็นซุ้มเรือนแก้วลายดอกพุดตาน และซุ้มพระบัญชรเป็นซุ้มทรงบันแถลง ปิดทองประดับกระจก

            ประวัติวันอาทิตย์ เดือนเจ็ด ขึ้นหนึ่งค่ำ ปีระกา เอกศก จุลศักราช 1151 (พ.ศ. 2332) มีฟ้าผ่าต้องหน้ามุขเด็จพระที่นั่งอมรินทราภิเษกมหาปราสาทแล้วเกิดเป็นเพลิงลุกลามไหม้เครื่องบนและหลังคา แล้วเลยลุกลามไหม้ทั้งองค์พระมหาปราสาท และพระปรัศว์ซ้ายลงหมดสิ้น พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราช จึงทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้เจ้าพระยารัตนาพิพิธ (สน) สมุหนายก เป็นแม่กองรื้อซากพระมหาปราสาทที่ถูกไฟไหม้ออกแล้วสร้างพระมหาปราสาทขึ้นใหม่ แต่ไม่ได้สร้างเหมือนองค์เดิม  ในพระราชพงศาวดารกรุงรัตนโกสินทร์ รัชกาลที่ 1 กล่าวถึงลักษณะที่ผิดแผกแตกต่างระหว่างพระมหาปราสาทองค์เก่าและองค์ใหม่ไว้ดังนี้  "...ปราสาทองค์ก่อนนั้นสูงใหญ่เท่าพระที่นั่งสรรเพชญมหาปราสาท กรุงเก่า มุขหน้ามุขหลังนั้นยาวกว่ามุขข้าง และมุขเบื้องหลังนั้นอยู่ที่ข้างใน ยาวไปจดถึงพระปรัศว์ซ้ายพระปรัศว์ขวา พระมหาปราสาทใหม่นี้ ยกออกมาตั้ง ณ ที่ข้างหน้าทั้งสิ้น มุขทั้ง 4 นั้นก็เสมอกันทั้ง 4 ทิศ ใหญ่สูงเท่าพระที่นั่งสุริยาสน์อมรินทร์ กรุงเก่ายกปะราลีเสียมิได้มีเหมือนองค์ก่อน แต่มุขเด็จยอดทั้ง 4 มุมนั้นยกทวยเสีย ใช้รูปครุฑเข้าแทนแล้วให้ฐาปนาพระที่นั่งขึ้นใหม่ข้างใน ต่อมุขหลังเข้าไปอีกหลัง 1 พอเสมอด้วยมุขปราสาทองค์เก่า พระราชทานนามว่า พระที่นั่งพิมานรัตยา แล้วทำพระปรัศว์ซ้ายขึ้นใหม่คงตามเดิม หลังคาปราสาทและมุข กับทั้งพระที่นั่งพิมานรัตยา พระปรัศว์ ดาดด้วยดีบุกเหมือนอย่างเก่าทั้งสิ้น ครั้นการพระมหาปราสาทลงรักปิดทองเสร็จแล้ว จึงพระราชทานนามปราสาทองค์ใหม่ว่า "พระที่นั่งดุสิตมหาปราสาท"..."

ธรรมเนียม
           พระที่นั่งพิมานรัตยา เคยเป็นพระวิมานที่บรรทมของพระมหากษัตริย์ในโอกาสที่เสด็จมาประทับยังหมู่มหาปราสาท พระบาทสมเด็จพระนั่งเกล้าเจ้าอยู่หัว เสด็จมาประทับเป็นเวลา 1 ปี ในคราวบูรณะหมู่พระมหามณเฑียร  ในสมัยพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว ทรงใช้เป็นที่ชุมนุมมหาสมาคมสำหรับ พระบรมวงศานุวงศ์และข้าราชการบริพารฝ่ายในเข้ารับพระราชทานอิสริยยศและเครื่องราชอิสริยาภรณ์ และยังเป็นที่สรงพระบรมศพสมเด็จพระศรีพัชรินทราบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนีพันปีหลวง  เมื่อพระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวอานันทมหิดล เสด็จสวรรคต ก็โปรดเกล้า ฯ ให้สรงพระบรมศพ ณ พระที่นั่งพิมานรัตยานี้  ในรัชกาลปัจจุบัน ยังได้ใช้เป็นที่สรงพระบรมศพ สมเด็จพระศรีสวรินทิราบรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า สมเด็จพระนางเจ้ารำไพพรรณี พระบรมราชินีในรัชกาลที่ 7 สมเด็จพระศรีนครินทราบรมราชชนนี และพระศพสมเด็จพระเจ้าพี่นางเธอ เจ้าฟ้ากัลยาณิวัฒนา กรมหลวงนราธิวาสราชนครินทร์ด้วย