Kiến trúc nhà hát lớn Hải Phòng được xây dựng theo kiểu kiến trúc Barốc, đây là loại hình nghệ thuật kiến trúc xuất hiện ở Ý rồi chuyển sang Áo, Tây Ban Nha, một phần của nước Pháp rồi trở thành khuynh hướng nghệ thuật chủ yếu từ cuối thế kỉ 16 đến giữa thế kỉ 18.

Các kiến trúc sư khi xây dựng nhà hát nhà hát đã tận dụng các đường cong đẻ tạo nhịp điệu và những không gian phong phú, sinh động. Nghệ thuật kiến trúc Barốc dạt tới sự thống nhất với nghệ thuật trang trí hoành tráng gây ấn tượng mạnh, với mặt bằng cầu kì, kết hợp với những đường cong mềm mại. Về trang trí thì tiêu biểu nhất của nhà hát lớn phải kể đến hình tượng chiếc đàn Lia trên cánh cửa- đây có thể xem như biểu tượng cho âm nhạc, cho nhà hát lớn.

Mặc dù có sự cân đối chặt chẽ trong kết cấu mặt tiền, mỗi kết cấu đều có công thức riêng trong thiết kế trang trí trên cửa tường và khoảng cách các cột đi kèm, sự phân bố cột tạo ra 1 nhịp điệu nhất quán với sự dàn trải theo phương nằm ngang. Nhà hát lớn có 4 cột trụ áp sát vào tường để tăng độ vững của tường. Kiến trúc theo lối cột Côranhđiêng mềm mại theo lối cột từ trên xuống dưới.

Về kiến trúc bên trong nhà hát có sân khấu, 2 tầng ghế khán giả, trên tầng 2 có các cửa hình mái vòm theo kiểu Gôtích. Phía trên sân khấu có để tượng hình thần âm nhạc- vị thần bảo hộ cho các nghệ sĩ. Bên phải, bên trái sân khấu là phòng trang điểm, phòng nghỉ của diễn viên. Ngoài cửa sổ kính, chớp, phía trong hành lang có cửa đệm bọc da để cách âm. Trần nhà hát hình vòm, tạo tiếng vang và làm tôn thêm chiều cao nhà hát. Vòm trần có vẽ nhữg lẵng hoa trang trí, ghi tên các nhạc sĩ, kịch sĩ châu Âu lừng danh: Mozart, Beethoven, Moliere...

Đến nay, sau nhiều lần tu sửa, Nhà hát Lớn Hải Phòng cơ bản vẫn giữ được hình dáng, kiến trúc ban đầu.