Здание театра имеет весьма своеобразный проект, который его авторы во главе с Сергеем Миргородским, главным архитектором Украинской ССР, проектировали не для Харькова, а для Киева (но Киев от него отказался). Здание строилось чрезвычайно долго: 21 год (1970—1991) по проекту коллектива архитекторов института КиевЗНИИЭП
Театр имеет два зрительных зала: большой на 1500 и малый на 400 мест (раньше там располагался кинотеатр «Кінопалац»). Вход в кассовый зал украшает декоративная композиция «Музыка Н. Лысенк