Главное здание было построено в конце XIX начале XX века на месте, где когда-то располагался конюшенный двор. Проект архитектора Романа Клейна предполагал возведение античного храма искусств в неоклассическом стиле. Примечательно, что колоннада в увеличенном масштабе воспроизводит пропорции одного из главных памятников древнегреческой архитектуры — храма Эрехтейона, посвящённого Афине, Посейдону и царю Эрехтею. Воплощение грандиозного замысла потребовало много усилий: мрамор, необходимый для отделки фасада добывался на Урале, так как именно в этом регионе горная порода обладает необходимой устойчивостью к русским морозам. За внутренне оформление отвечал художник Игнатий Нивинский, благодаря которому вестибюль музея оформили в египетском стиле. Неудивительно, что этот ансамбль полюбился кинематографистам: памятник архитектуры, изобилующий декором и поражающий масштабом, становился украшением любого фильма.