建築の細部にはゴシック様式の意匠が取り入れられ、外装には茶褐色のスクラッチタイルが用いられることで、意匠的にはいわゆる典型的な内田ゴシックの様相を示す建物として完成している。正面のファサードは、バットレス風の付柱やスクラッチタイルの外装など、基本的な造作は内田ゴシックの基本形に沿ったものとなっているが、各付柱に挟まれた壁面が三面に折られて出窓状（台形状）にせり出している点は、他の内田ゴシックには見られない特徴的な形態となっていて、しばしば書架に並べられた本の背のようであると評されるものである。この内正面中央部の壁面は、スクラッチタイル張りではなく、人造大理石塗りとなっている。当初はポーチ部分と同じく日出石を張ることになっていたが、地震の際における安全性を考慮して、構造上より適切である人造石塗りとしたものである。ただ完成すると思いの外面積が広く、色が薄かったため、内田は石を張った方がよかったと顧みている。
なお、岸田はコンペで一等を取った自案が建築として実現されることはなかったものの、図書館建築の施設、設備を調査するための海外出張を行っていて、この調査の結果は設計に反映されたという。ほかにも、電気設備に関しては大山松次郎、暖房・機械設備では丹羽重光、造園では田村剛の助言を得ている。また、工事にあたっては、主な相手として以下の各社と請負契約を行った。
館内は記念性を持たせることを念頭に設計され、入口正面の大階段や記念室はその象徴となっているほか、他の室にも彫刻作品等が多く配されるなど、豪華な造りとなっている。内田は図書館の設計について、「気風というような一種の記念性を持っているものだから、これがロックフェラーが寄付したんだと説明する場合にも相当堂々たるものであることがいいだろう」との考えのもとに、「階段室、廣間、記念室、一般閲覧室には可なりの費用を投ずる」こととしたと話す。その他の室は堅実質素を旨として造ったものの、設備に関しては惜しむことなく費用を投じ、最新式のものを各所に採用している。
館内の主要な各室については、以下で個別に記述する。
別館.
別館の建築は、以下の賞を受賞している。
歴代館長一覧.
歴代の東京大学附属図書館長についての表である。
蔵書.