พระที่นั่งพิมานรัตยาตั้งอยู่ทางด้านทิศใต้ของพระที่นั่งดุสิตมหาปราสาท พระบาทสมเด็จพระพุทธยอดฟ้าจุฬาโลกมหาราชโปรดเกล้าฯ ให้สร้างขึ้นพร้อมกับพระที่นั่งดุสิตมหาปราสาท เป็นพระวิมานที่บรรทมของสมเด็จพระมหากษัตริยาธิราชเจ้าในโอกาสที่เสด็จฯ มาประทับ ณ พระราชมณเฑียรหมู่นี้
บางครั้งเป็นที่ประทับของพระบรมวงศานุวงศ์ฝ่ายในชั้นสูง ที่ทรงพระกรุณาโปรดเกล้าฯ ให้มาประทับ เช่น ในสมัยรัชกาลที่ 2 โปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จฯ เจ้าฟ้ากรมหลวงเทพวดีพระราชธิดาในรัชกาลที่ 1 เสด็จไปประทับ และในสมัยรัชกาลที่ 5 โปรดเกล้าฯ ให้สมเด็จฯ กรมพระยาสุดารัตนราชประยูร เสด็จไปประทับที่พระที่นั่งองค์นี้ เมื่อคราวที่โปรดเกล้าฯ ให้รื้อตำหนักที่ประทับเพื่อสร้างหมู่พระที่นั่งจักรีมหาปราสาท
ต่อมาในระยะหลัง พระที่นั่งองค์นี้ได้เป็นที่สรงน้ำพระบรมศพของพระมหากษัตริย์และพระมเหสี พระราชเทวีในรัชกาลต่างๆ ด้วย อาทิ สมเด็จพระศรีพัชรินทราบรมราชินีนาถ พระบรมราชชนนี เมื่อ พ.ศ.2462, พระบาทสมเด็จพระพระปรเมนทรมหาอานันทมหิดล เมื่อ พ.ศ.2489, พระบรมศพสมเด็จพระศรีสวรินทิราบรมราชเทวี พระพันวัสสาอัยยิกาเจ้า เมื่อ พ.ศ.2498 และสรงน้ำพระบรมศพสมเด็จพระนางเจ้ารำไพพรรณี พระบรมราชินีในรัชกาลที่ 7 เมื่อ พ.ศ.2527
ลักษณะสถาปัตยกรรมเป็นพระที่นั่งก่ออิฐถือปูนรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้ายกพื้นสูง เชื่อมกับพระที่นั่งดุสิตมหาปราสาท หลังคาเป็นทรงไทย มุงกระเบื้องเคลือบ ประดับด้วยช่อฟ้า ใบระกา หางหงส์ นาคสะดุ้ง และเชิงชายปิดทองประดับกระจก หน้าบันประดับด้วยไม้จำหลักลายเป็นรูปพระพรหมทรงหงส์มีลายกระหนกเครือเถาล้อมรอบ
