Особенностью здания Михайловского театра является то, что по внешнему виду оно не отличается от жилых домов на площади, фасады которых выполнены по проекту К. И. Росси. Отказ от выделения здания театра из окружающей его застройки был вызван стремлением сохранить её целостный ансамблевый характер.
Высота здания, ритм оконных проемов, детали оформления фасада театра и жилых домов, входящих в ансамбль нынешней площади Искусств, почти полностью совпадают.
Разработка проекта внутренней планировки театра выполнена архитектором Л. П. Брюлловым. Здание заложено 19 августа 1831 года. Театр открылся 8 ноября 1833 года.
Зрительный зал театра имел в плане очертания подковы. Места для зрителей располагались в четыре яруса, опиравшиеся на тонкие чугунные колонны и кронштейны. Архитектор Брюллов применил эти облегченные опоры вместо предполагавшихся первоначально массивных колонн с золочеными капителями, чтобы обеспечить зрителям лучшую видимость. Парапеты ярусов украшала полихромная орнаментальная роспись.
В 1859–1860 годах театр был перестроен архитектором А. К. Кавосом, изменившим внутреннюю отделку и планировку. Кавос увеличил размеры зала и повысил его, что дало возможность устроить пятый ярус. Была также уничтожена парадная лестница, находившаяся на месте вестибюля театра, перестроены лестницы в угловых частях здания и сооружены две новые.