Проектировали лестницу в 1825 году архитекторы Ф. Боффо, А. Мельников и К. И. Потье. Лестница была построена в 1837-1841 годах. Руководили строительством инженеры Дж. Уптон и Г. Морозов. Обе составляющие проекта, архитектурная и инженерная, созданная в основном Дж. Уптоном, по совершенству не уступают друг другу. Лестница имела 200 ступеней, разделенных на 10 равных маршей. Сейчас ступеней на восемь меньше, их "поглотила" насыпная набережная при расширении территории порта. По бокам лестницы расположены каменные парапеты двухметровой ширины. Высота лестницы составляет 27 м, а длина – 142 м. В верхней части она намного уже, чем у основания, поэтому с верхней точки осмотра парапеты кажутся параллельными и видны только маршевые площадки. При взгляде с нижней точки видны только ступени, и лестница кажется длиннее, чем есть в реальности. В мае 2017 года была окончена реставрация Потемкинской лестницы, во время которой был укреплен ракушечник, составляющий тело сооружения, отреставрированы гранитные ступени, под которые подведена новая гидроизоляционная основа, одеты в гранит лестничные площадки и парапеты, восстановлены существовавшие исторически проходы под лестницей и укреплены их своды.