D’inspiration Renaissance, l’Hôtel de Ville de Poitiers se caractérise par un plan en U et une façade organisée avec régularité. Celle-ci est encadrée par deux pavillons latéraux et centrée sur une porte principale surmontée d’une loggia, d’une horloge et d’un campanile. Cet ensemble architectural donne à l’édifice une présence particulièrement lisible.
À l’intérieur, le vestibule conduit à un escalier monumental qui rappelle celui de l’Opéra Garnier. L’escalier accompagne la montée du visiteur vers la loggia et met ainsi en scène son parcours. Depuis ce balcon, il peut voir et être vu. La disposition des espaces ne relève donc pas seulement d’un choix formel : elle exprime également des significations sociales, qui s’ajoutent à celles portées par le décor.
Le bâtiment conserve un décor sculpté et peint abondant, consacré à l’histoire poitevine. Deux grandes toiles de Puvis de Chavannes, datées de 1874, en constituent les pièces maîtresses. Elles représentent respectivement la bataille de Charles Martel et Saint Fortunat lisant des poèmes à Sainte Radegonde à l’abbaye Sainte-Croix. Dans le salon d’honneur, ancienne salle de bal, un vitrail réalisé par Steinheil figure Aliénor d’Aquitaine confirmant la charte de commune en 1199.