Дворец представляет собою двухэтажное здание с высоким цоколем и двусветными парадными залами на втором этаже. Комплекс дворца включает до 700 помещений общей площадью почти 20 тыс. кв. м. Самое большое из них — Зал заседаний Верховного Совета СССР и РСФСР (площадь-1615 кв. м, высота—18 м, вмещает до 3 тыс. человек). Он был создан в 1934 г. по проекту архитектора И. А. Иванова-Шица, предложившего соединить и реконструировать старые Андреевский и Александровский залы. В 1920–1922 гг. в Андреевском зале проходили первые конгрессы Коминтерна и сессии ВЦИК при участии В. И. Ленина.
В ноябре 1922 г. Ильич выступил здесь перед делегатами IV конгресса Коминтерна с докладом «Пять лет российской революции и перспективы мировой революции». В 1939 г. в Зале заседаний была установлена мраморная статуя В. И. Ленина (скульптор С. Д. Меркуров).
В Зале заседаний работали съезды Коммунистической партии СССР от XVII до XXI включительно (1959 г.).
На сессиях Верховных Советов СССР и РСФСР здесь избираются Президиумы Верховных Советов, образуются Советы Министров СССР и РСФСР, принимаются законы Советского государства.
В Зале заседаний собирались на слеты и всесоюзные совещания передовики промышленности и колхозного строительства, стахановцы, пионеры освоения целины, участники движения за коммунистический труд. Здесь проходят всесоюзные совещания и съезды творческих организаций.
11 июля 1973 г. в этом зале состоялось вручение международной Ленинской премии «За укрепление мира между народами» Генеральному секретарю ЦК КПСС Л. И. Брежневу, удостоенному высокой награды за выдающиеся заслуги в борьбе за сохранение и укрепление мира.
31 июля того же года здесь на торжественном заседании Верховного Совета РСФСР совместно с представителями трудящихся был вручен орден Дружбы народов Российской Федерации.
Широкую известность приобрел и Георгиевский зал дворца (длина — 61 м, ширина — 20,5, высота — 17,5 м). Его художественное решение отражает героическую историю русской армии. На беломраморных досках высечены названия прославленных воинских частей и флотских экипажей и имена воинов — георгиевских кавалеров. Зал украшают 18 цинковых витых колонн, увенчанных аллегорическими статуями побед (скульптор И. П. Витали). Они символизируют земли, вошедшие в состав многонационального Русского государства. Паркет зала был набран по рисунку академика Ф. Г. Солнцева более чем из 20 пород дерева и реставрирован советскими мастерами.
В 1945 г. в Георгиевском зале состоялся прием участников парада Победы над гитлеровской Германией. В 1947 г. в ознаменование 800-летия столицы здесь был вручен делегации Москвы орден Ленина. Здесь же получали ордена Ленина, медали «Золотая звезда» Героев Советского Союза и нагрудные знаки «Летчик-космонавт СССР» первые герои космоса.