法商永和工程司设计，总建筑面积为4917平方米，是一座三层带地下室混合结构的英式建筑，大楼坐南朝北，正面面对马场道，建筑平面为对称形式，中间高，四周低，似“工”字型，外立面为古典构图原则模式，清水砖墙并以大块蘑菇石修饰，顶部为曼塞尔式红瓦坡顶，屋顶内部为法国孟莎结构穹顶。屋顶前后的墙上各嵌有一座巨大的圆钟，圆钟两侧和上方分别采用巴洛克的券罩和断山花加以防护和装饰。建筑主门厅居于正中，正厅内悬有利玛窦、南怀仁画像，墙壁正中悬挂着南怀仁绘制的巨幅《坤舆万国全图》。主楼一层至三层主要为教室、备课室和办公室。主楼西