Architektura Ratusz montrealski znajduje się na obszarze tradycyjnie przeznaczonym dla potrzeb administracji publicznej. Zajmuje dużą działkę między Notre Dame (fasada główna) a Champ-de-Mars (fasada tylna), place Vauquelin i rue Gosford (fasady boczne). Zbudowany został z szarego wapienia. Składa się z piwnicy, parteru i trzech pięter, zwieńczony jest wysokimi dachami z sygnaturką pośrodku. Duża skala budynku i wybór stylu architektonicznego panującego w okresie II Cesarstwa Francuskiego miały na celu zaakcentowanie znaczenia handlu w Ameryce Północnej i roli lokalnego rzemiosła, a zarazem uczczenie francuskiego dziedzictwa kulturowego. Ratusz montrealski był pierwszym w Kanadzie budynkiem zbudowanym w stylu II Cesarstwa i pozostaje jednym z jego najświetniejszych przykładów.
Budynek ratusza od strony głównej fasady to symetryczne, pięcioczęściowe założenie z wysuniętym korpusem centralnym, flankowanym pawilonami narożnymi. Podziały pionowe zrównoważone zostały podziałami poziomymi w postaci różnie ukształtowanych pięter budynku. Dopełnieniem całości monumentalnego założenia są kominy i sygnaturka na dachu. Kompozycja i elementy architektoniczne (jak mansardowy dach) zostały zaczerpnięte z tradycji architektury klasycyzującej, zwłaszcza z francuskiej tradycji akademickiej.