建筑工程分两期，首期工程建三层，民国四年(1915年)奠基，民国八年(1919年)竣工。大楼门顶部石匾书有“广东财政厅 中华民国八年六月吉日”字样；第二期工程建四、五层及穹窿顶。
大楼坐北向南，高28.57米、面阔37.14米，平面呈凹形。原一、三层为
钢筋混凝土楼板，二、四、五层木楼板。首层作基座处理，开平缓的旋拱，沿花岗岩石阶梯而上进入第二层，正面大门以仿罗马柱式巨柱、倚柱和方柱贯通到三楼檐部，半圆形罗马柱围成柱廊，三楼起发拱券廊；四楼起双柱承托檐部。二楼内正中一螺旋形梯，楼顶女儿墙变化多样的线脚与大楼顶部檐沿线相协调，浑然一体。是早期兴建具有欧美古典建筑风格的近代建筑。
1978年进行加固维修，保存外观，把二、四、五层原木楼板改为混凝土楼面，拆除了原前廊的隔墙和东西廊的隔墙，外墙的窗换成铝合金钢窗，拆除了外墙正中门顶的山花，外墙改抹水刷石米。
财政厅大楼前身为明清两代的
广东承宣布政使司(即藩司衙门),乃朝廷派驻广东省的最高行政机构。明初设置时 , 布政使(俗称“藩台”“藩司”),为一省最高行政长官。后来在布政使之上设督抚一职。清代则正式定为督抚属官,机构仍旧。司衙内设经历司、照磨所、理问所、杂造局、军器局、宝泉局、织染局等机构。所以布政使实际掌握全省行政事务、财赋出纳、兴办水利、征调赋役、督促生产；向所辖府、州、县宣布国家政令；向督抚汇报重要政务；每10年将全省户籍、税役、民数、田数等报于户部的职责。民国后在此筹建“广东省财政厅”。
孙中山于民国十年(1921年)4月13日曾在财政厅大楼与国会议员举行茶话会。4月24日孙中山在财政厅欢迎援闽粤军回粤。5月5日，他宣誓就任非常大总统后，又在财政厅阳台检阅庆祝游行的群众队伍。民国十一年(1922年)6月12日，孙中山在财政厅举行新闻记者会，揭露陈炯明反对北伐的阴谋。