این ساختمان نزدیک به 21 هزار متر مربع زیربنا دارد که در سه طبقه بنا نهاده شده است. فضای درونی آن گچبریو آینه‌کاری کار شده و فضای برونی آن نیز نقش‌های برجسته روی بدنه و ستون‌ها و تندیس‌های الهام گرفته از معماری دوران هخامنشی است.

تاریخچه کاخ شهربانی

با روی کار آمدن رضا میر پنج نیاز به راه‌اندازی نهادهای مدرن مانند بانک‌ها، دادگستری، ثبت احوال، اداره‌های دولتی و مانند آن‌ها به گونه‌ای روزافزونی احساس می‌شد؛ اما طراحی و اجرای ساختمان این‌گونه نهادها با روش‌های سنتی عملاً ممکن نبود زیرا این‌گونه نهادها نیازمند معماری و فضاهای خاص خود بودند. معمارانی که در این دوره از پیشروان آوردن معماری اروپایی به تهران بودند، یا خود شهروندان اروپایی بودند یا دانش‌آموختگان دانشگاه‌های اروپا.

این معماران گونه‌ای نوین از معماری را پدید آوردند که می‌توان با اغماض آن را "معماری نئوکلاسیک ایرانی" نامید. بر پایه این گونه از معماری درون و سازه ساختمان بر پایه معماری مدرن طراحی شده اما در تزئینات و نماسازی‌هایش از معماری ایران باستان بهره گرفته می‌شد.

کاخ شهربانی نمونه‌ی برجسته‌ای برای این گونه معماری است. نما، سرستون‌های با نماد جانوران اساطیری، سنگتراشی‌ها و نقش سربازان هخامنشی و سنگ نبشته‌های این ساختمان کاملا از روی معماری دوران هخامنشیاز تخت جمشید الگوبرداری شده است و و پلکان‎‌های دو طرفه سنگی آن یادآور معماری "کاخ آپادانا" است.

ساختمان شهربانی که در سال 1320 هجری قمری و چهار سال پیش از وقوع انقلاب مشروطه توسط یکی از خوانین ماکو ساخته شده، در مجموعه تاریخی میدان مشق واقع شده و بخش عظیمی از معماری، فرهنگ و تاریخ اواخر دوران قاجار و اوایل دوران پهلوی را در خود جای داده که فضای داخلی آن با گچ‌بری و آینه‌کاری تزیین شده و در فضای بیرونی آن نیز مجسمه‌های برجسته روی بدنه بنا که متاثر از معماری دوران هخامنشی است، به چشم می‌خورد.

هنرمندان نئوکلاسیک به تلفیق و بازگشت به دوره‌های هنری گذشته، اعتقاد دارند، که در ایران این تاثیر با بازگشت به سبک معماری دوران هخامنشی همراه بوده است. در نمای مجموعه ساختمان‌های عمارت شهربانی، معماری دوران هخامنشی، پارتی و ساسانی نقش بسته است، چنان چه می‌توان در قوس‌ها و ایوان‌های بانک ملی، رد پای معماری ساسانی و در نمای ساختمان شهربانی، بانک ملی و ساختمان پست مرکزی، میراث معماری هخامنشی را مشاهده کرد. پایان یافتن مرمت نمای این اثر تاریخی، موجب انسجام مجموعه تاریخی میدان مشق شده و عمارت شهربانی با حفظ معماری گذشته در کنار ساختمان وزارت جنگ، موزه، کتابخانه و سردر باغ ملی، هویت تاریخی و فرهنگی ایران دوره قاجار پهلوی را به نمایش می‌گذارد.

معماران در آن دوره می‌کوشیدند "شکوه از دست رفته" ایران را با الگو گرفتن از معماری باستان بازسازی کنند. این ساختمان ﮐﺎﻣﻞ‌ﺗﺮﯾﻦ ﻧﻤﻮﻧﻪﺑﺮداری از ﮐﺎخ‌های پارسه و ﺗﺨﺖﺟﻤﺸﯿﺪ است.

سازنده این کاخ قلیچ باقلیان و طراح آن معمار برجسته ارمنی گابریل گورکیان بود.