Budova nádraží Praha-Holešovice sestává z trojice vzájemně propojených částí. Výpravní budova, odbavovací hala a vestibul metra (čp. 635). Obdélná výpravní budova stojící podél železničních tratí sestává z pěti nadzemních a jednoho podzemního podlaží v pětitraktové dispozici. Fasády tvořené lehkým obvodovým (závěsovým) pláštěm tmavě bronzového odstínu vrcholí mohutnou žulovou atikou kryjící ustoupené technické podlaží. Vertikální komunikace jsou umístěny v samostatné hmotě při východní fasádě. Přízemní odbavovací hala z jihu navazuje na výpravní budovu. Její velkou část tvoří zahrada v otevřeném atriu, kterou komponoval Jiří Finger. K hale z jihu přiléhá ještě vestibul metra. Téměř intaktně zachovaný interiér haly navrhoval Zbyněk Hřivnáč. Hlavním architektem komplexu se stal Otakar Trčka.