Построен е по желание на Луи XV в периода 1762—1768. Архитект е Анж-Жак Габриел (Ange-Jacques Gabriel). Дворецът е тясно свързан и с името на Мария-Антоанета. По желание на Мадам дьо Помпадур, една от фаворитките на краля, Луи XV започва строеж на дворец в градината на Версай. Маркиза дьо Помпадур умира 4 години преди да бъде завършен строежът. Готовият дворец започва да се посещава от друга метреса на краля, Мадам дю Бари. Луи XV умира през 1774. Тронът се заема от внука му Луи XVI, който подарява двореца Petit Trianon и прилежащата градина на своята съпруга, Мария -Антоанета за нейно лично ползване. Тя е единствената кралица, която оставя своя вкус в интериора на Версай. Тук тя устройва „свое място“ , където да избягва строгия етикет на френския двор по онова време. Малкият Трианон ú дава възможност за личен живот, далече от интригите в кралския дворец. Мария-Антоанета обичала своя замък, където можела да се върне към удоволствието на обикновеното, лишено от правила и далече от пищността на Версай ежедневие. Никой не можел да влиза в двореца без лично разрешение от кралицата.
Архитектурата на Petit Trianon показва прехода между два архитектурни стила – рококо и неокласицизъм. Отвън дворецът е с елегантен, изчистен и оригинален вид. Приземен етаж, първи етаж и мансарда. Гостите са посрещани на първия етаж, където са приемните и апартамента на кралицата, а на мансардата е бил апартаментът на крал Луи XV. Petit Trianon е заобиколен отвсякъде с градини и е видим от всички страни. Дворецът е двуетажен куб с по 5 прозореца на всеки етаж на всяка страна. Четирите фасади са различни. Всяка една е съобразена с частта от градината, към която гледа. Най-разкошната фасада гледа към френската градина. Най-изчистена от детайли е северната фасада-към зеленчукова градина и разсадник при Луи XV. Фасадата на сградата е от камък с розов нюанс.
Отвътре сградата е конструирана така, че да позволява минимален контакт между гостите на двореца и прислугата. Било предвидено дори маса в помещението за хранене на първия етаж да бъде подвижвана между приземието и етажа с механизъм. Тази идея не е реализирана докрай, но стои предвиденото в конструкцията пространство за целия механизъм. Имало е и други интересни и оригинални за времето си хрумвания, измисляни от кралицата и нейните дизайнери. Зелено е цветът на Petit Trianon.
Petit Trianon се състои от дворец и прилежащи градини с постройки: