Mahenovo divadlo představuje příklad reprezentační architektury pozdního historismu, kdy exteriér budovy tvůrčím způsobem využívá monumentalitu vrcholné italské renesance, zatímco v interiéru je uplatněn vysoce dekorativní neobarokní styl. Jedná se o volně stojící budovu přibližně obdélného půdorysu se čtyřmi průčelími. Hlavní průčelí je pětiosé, orientované do Malinovského náměstí. Boční dlouhá průčelí mají sedmnáct okenních os a směřují do ulic Rooseveltovy a Za divadlem, zadní průčelí orientované do ulice Dvořákovy je devítiosé. Prostor před hlavním vstupem je parkově upraven s vázou v centrální části. Hlavní vstup je přístupný širokým pětistupňovým schodištěm s nízkým parapetem. Hlavní průčelí je akcentováno centrálním trojosým sloupovým portikem s podjezdem, jehož toskánské sloupy a pilíře nesou v patře balkón. Fasáda je v přízemí opatřena diamantovou a v patře pásovou bosáží, v přízemí je prolomena pěti půlkruhově zaklenutými vstupy, v patře v ose nad vstupy okna tvaru edikuly, flankovaná dvojicemi pilastrů. Balkón je podepřen dvěma pilíři, dvěma sloupy, dvěma polopilíři a dvěma polosloupy, ukončenými jednoduchou římsovou hlavicí. Zábradlí balkónu je prolamované, na nároží jsou osazeny svítilny. Na balkónu spočívá lodžie se šesticí kanelovaných sloupů s kompozitními hlavicemi a trojdílným kladím, na které dosedá v šíři lodžie trojúhelný štít s plastickou figurální výzdobou tympanonu. Ústřední postavou výjevu je řecký bůh Dionýsos sedící na voze taženém lvy a pantery. Čtyřspřeží doprovázejí okřídlené postavy géniů s planoucími pochodněmi. Pololežící ženské akty v koutech tympanonu představují vlevo Kalliopé (múzu epického zpěvu) a vpravo Melpomené (múzu zpěvu a tragédie). Boční části průčelí mají v ose prolomen vstup a nad ním v patře edikulové okno, jehož segmentový fronton doplňují figurální alegorie tragédie a komedie. Podstřešní římsa s konzolami nese atiku s balustrádou, obíhající celý obvod budovy, v přední části dekorovanou akroterií. V nárožích balustrády drží dvojice putti oválné štíty, na nichž se původně nacházely nápisy (Kráse stánek – múzám domov). Nad trojúhelným štítem se vypíná ještě segmentový oblouk s plastickým znakem města Brna a triumfálním sousoším ve vrcholu - skupinou Thálie sedící na labuti, jejíž slávu vytrubují dva pozounéři. Sochařské dekorace dotváří ještě trojdílný vlys s hrajícími amorety v lodžii a květinové festony spojující hlavice pilastrů. Boční průčelí s bosovanými fasádami jsou prolomena 17 ti okenními osami, v severní části budovy prostorově předstupuje rizalit v šíři 9 okenních os. Formálně akcentovaná nároží jsou flankována dvojicemi polosloupů s kompozitní hlavicí spínajícími 1. a 2. patro. V přízemí okna a vstupy s půlkruhovými záklenky a průběžnou parapetní římsou, lemovaná šambránami s klenáky ve vrcholu. Tři boční vstupy flankují polosloupy s římsovou hlavicí. Okna 1. patra v edikulových rámech s polosloupy s iónskými hlavicemi, završených trojúhelnými frontony. Ve 2. patře menší pravoúhlá okna se šambránami a přímými nadokenními a parapetními římsami, doplněnými štukovou dekorativní výzdobou, mezi okny figurální sgrafita s alegoriemi s putti. Devítiosé zadní průčelí je utvářeno obdobně jako průčelí boční, devět okenních os je dvojicemi pilastrů s kompozitní hlavicí rozčleněno do ústředního trojosého rizalitu a dvou trojosých bočních partií. Budova je zastřešena soustavou pultových a stanových střech s vikýři. Zatímco exteriér budovy vychází z renesančních forem, v interiéru je uplatněn vysoce dekorativní neobarokní styl. Za vstupním průčelím se rozkládá trojdílný dvoupodlažní vestibul, jemuž v horním podlaží odpovídá rovněž trojdílný foyer. Mezi vestibul a hlediště byla vložena vysoká schodištní hala s centrálně umístěným monumentálním trojramenným schodištěm, jehož hlavní rameno vede k lóžím v parteru a zbývající dvě ke koridoru v patře, jenž spojuje foyer s hledištěm. Všechny společenské části divadelního interiéru pokrývá prakticky souvisle plasticky provedená ornamentální výzdoba z částečně zlaceného štuku, je zde uplatněna také bohatá sochařská a malířská výzdoba a charakter interiéru tak zcela naplňuje vypjatě reprezentativní tendence. Hlediště podkovovitého půdorysu s pěti pořadími má kruhový strop, který dekoruje šest lunet s temperovými malbami alegorií tragédie, tance, lyriky, komedie, zpěvu a hudby od Josefa Schmida z Vídně, podíl na malířské výzdobě měli rovněž Franz Roth a Teefka (Telfka) z Vídně. Čela lóží dekorují pilastry a v prvním pořadí ženské karyatidy. Proscénium stejně jako strop rámují a člení bohatě plasticky a malířsky zdobené bordury. Slavnostní působivost vnitřních prostor nesporně dotváří také unikátní soubor původních bohatě dekorativních lustrů a kandelábrů, které byly součástí původního elektrického osvětlení divadelní budovy.