หอประชุมจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ตั้งอยู่ด้านหลังพระบรมราชานุสาวรีย์สมเด็จพระปิยมหาราชและสมเด็จพระมหาธีรราชเจ้า (พระบรมราชานุสาวรีย์สองรัชกาล) ด้านหน้าของหมู่อาคารเทวาลัย หรืออาคารมหาจุฬาลงกรณ์และอาคารมหาชิราวุธ ใจกลางพื้นที่จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยฝั่งตะวันออกของถนนพญาไท ทำให้ที่ตั้งของอาคารหอประชุมอยู่ในแขวงปทุมวันไม่ใช่แขวงวังใหม่ซึ่งเป็นที่ตั้งอย่างเป็นทางการของมหาวิทยาลัย

พระสาโรชรัตนนิมมานก์ (สาโรช สุขยางค์) และพระพรหมพิจิตร (อู๋ ลาภานนท์) สถาปนิกผู้ออกแบบหอประชุมหลังนี้เป็นศิษย์ของสมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ ทำให้ตัวอาคารมีลักษณะเป็นอาคารสถาปัตยกรรมไทยที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว คล้ายกับอุโบสถวัดราชาธิวาสราชวรวิหาร ที่สมเด็จพระเจ้าบรมวงศ์เธอ เจ้าฟ้ากรมพระยานริศรานุวัดติวงศ์ทรงออกแบบ กล่าวคือมีการดัดแปลงศิลปะขอมผสมผสานกับศิลปะไทย ใช้หลังคากระเบื้องเคลือบสีเช่นเดียวกับที่พบในอุโบสถวัด สีเขียว สีส้มและสีแดงอิฐ ประยุกต์เข้ากับสถาปัตยกรรมยุคคณะราษฎรทำให้หอประชุมหลังนี้มีลักษณะพิเศษที่หาได้ยากในอาคารอื่น ๆ ที่สร้างในยุคสมัยเดียวกัน

โครงสร้างและการตกแต่งภายนอกของอาคารได้รับอิทธิพลอย่างเข้มข้นจากอุดมการณ์ของคณะราษฏร ดังจะเห็นได้ว่ามีการลดการใช้วัสดุที่แสดงฐานานุศักดิ์ทางสถาปัตยกรรมไทยในการตกแต่งอาคารลงอย่างมาก เพื่อสะท้อนแนวคิดความเท่าเทียมกันของมนุษย์ เช่น ถ้วยชามกระเบื้องเคลือบ กระจกสี ลวดลายปูนปั้นที่สื่อหรือเล่าเรื่องราวถึงพระราชอำนาจของพระมหากษัตริย์ และเน้นออกแบบโครงสร้างให้มีเส้นสายแนวตั้งและแนวนอนที่ดูแข็งและคม ดังจะเห็นได้จากเสาสี่เหลี่ยมไม่ย่อมุม ซุ้มเสาทั้งด้านหน้าอาคารและหลังอาคารที่ตัดตรง ไม่โค้งหรือไม่ประสานเป็นยอดแหลม เป็นลักษณะอันเป็นเอกลักษณ์ของอาคารที่เกิดขึ้นในช่วง 15 ปีแรกของคณะราษฎร เรียกสถาปัตยกรรมกลุ่มนี้ว่า "สถาปัตยกรรมไทยเครื่องคอนกรีต"[6]

ผังเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า[7] เป็นอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก มีผนังก่ออิฐ ภายในอาคารเป็นโถงชั้นเดียว ด้านหน้ายกพื้นเป็นเวที มีอัฒจันทร์อยู่ด้านหลังและด้านข้างทั้งสองด้าน ส่วนด้านตะวันตกทำเป็นมุขซ้อน ชั้นล่างเป็นห้องรับรอง ชั้นบนเป็นห้องประชุม มีบันไดขึ้น-ลง ทั้งภายในและภายนอก 4 บันได ภายในหอประชุมมีพระบรมสาทิสลักษณ์ของพระบาทสมเด็จพระจุลจอมเกล้าเจ้าอยู่หัว และพระบาทสมเด็จพระมงกุฎเกล้าเจ้าอยู่หัว พระผู้พระราชทานกำเนิดและพระผู้สถาปนาจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย เป็นภาพเขียนด้วยสีน้ำมันประดิษฐานอยู่

หอประชุมจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัยถือเป็นสถาปัตยกรรมชิ้นเอกในยุครัฐนิยมหรือยุคปลายคณะราษฎร (ก่อนรัฐประหารในประเทศไทย พ.ศ. 2500) การออกแบบและก่อสร้างหอประชุมหลังนี้เป็นสัญลักษณ์ของความพยายามในการสร้าง "ความเป็นไทย" แบบใหม่ขึ้น โดยออกแบบให้เป็นอาคารสถาปัตยกรรมไทยที่ลดทอนความอ่อนช้อยและวัสดุฟุ่มเฟยลง ในขณะเดียวกันก็เน้นเส้นตรงที่คมชัดมากขึ้นเช่นเดียวกับที่พบในสถาปัตยกรรมคณะราษฎร ทำให้หอประชุมหลังนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวแตกต่างจากสถาปัตยกรรมยุคคณะราษฎรตอนต้นที่เป็นที่นิยมอย่างยิ่งในบรรดาสิ่งปลูกสร้างของรัฐนับตั้งแต่เหตุการณ์การปฏิวัติสยาม พ.ศ. 2475[8]