Zřízení nového muzea schválil moravský Průmyslový spolek už v roce 1873. Jeho počáteční představy o vybudování muzejního areálu, který měl zahrnovat i univerzitu a uměleckoprůmyslovou školu, byly sice značně zredukovány, nicméně projekt ředitele Johanna Georga von Schöna na stavbu Uměleckoprůmyslového muzea arcivévody Rainera byl nakonec proveden brněnským stavitelem Josefem Schubertem.
Původně dvoupatrová budova má symetricky řešené průčelí, které je akcentováno postranními rizality, se třemi horizontálními zónami a s klasickým pianem nobile. Stavbu završuje mohutná korunní římsa se sochařskou výzdobou sochaře Franze Dresslera. Muzeum tehdy mělo tvar dvojtraktu s ústřední dvoranou, v níž se nacházel také hlavní výstavní sál.
Další veřejné prostory – knihovna, přednáškový sál a výstavní hala nad dvoranou - byly situovány v patře. Brzy po otevření se však ukázalo, že prostory nebudou pro stále se rozšiřující provoz muzea stačit, a tak už v roce 1888 byla podle projektu druhého muzejního ředitele Augusta Prokopa provedena přístavba dalších dvou traktů a třetího podlaží z adaptované půdy. Přístavba zasáhla také do ústřední prostory; z komunikačních důvodů bylo nutno vložit po stranách dvorany dvě arkádově řešené galerie, které v prvním patře spojily starší výstavní sál s nově zřizovanými místnostmi.
S osvětovým posláním muzea souvisela i bohatá uměleckořemeslná výzdoba. Hlavní portál zhotovila firma vdovy po Adolfu Loosovi st., reliéfní portréty v medailonech Franz Dressler, štukatérské práce Georg Weiss, výmalbu interiérů navrhli Emil Pirchan, Karl Geyling a Franz Xaver Schönbrunner. V případě antických soch na korunní římse budovy se jedná o kopie soch z fasády Akademie výtvarných umění ve Vídni, jejichž originály vytvořili tamní studenti. Pro jejich oblíbenost se kopie soch začaly prodávat po celém Rakousku-Uhersku. Pro budovu muzea je zakoupilo i město Brno.

V letech 2000–2001 byla pro potřeby Uměleckoprůmyslového muzea Moravské galerie v Brně provedena rekonstrukce podle návrhu Ivana Kolečka, Viktora Rudiše a Zdeny Vydrové.
Redukovaný vítězný návrh Ivana Kolečka z vyzvané soutěže z 1. pol. 90. let vnáší do historické stavby motiv atria, které odděluje původní neorenesanční část (J. G. von Schön) od dostavby A. Prokopa. Minimalistické tvarosloví nově vkládaných prvků, vyčištění provozů a rekonstrukce původních částí, včetně podzemního depozitáře, vdechla stavbě nového ducha.