理学院建筑群位于狮子山东侧，大楼正面与工学院相望，背对东湖，依山就势，前排两座中式庑殿顶的附楼护拥着拜占庭风格的主楼。整体建筑分两期建造。主楼和前排附楼为第一期工程，由汉协盛营造厂中标承建，于1930年6月开工，1931年11月建成；后排附楼为第二期工程，由袁运泰营造厂中标承建，于1935年6月开工，1936年6月竣工。建筑面积10120平方米，总造价45.54万元，其中汉口市政府资助17万元。 

    主楼采用八角面墙体和拜占庭式的钢筋混凝土穹隆屋顶（直径20米），与南面的工学院方形墙体和玻璃方屋顶相呼应，体现出天圆地方（北圆南方）的传统建筑理念。同时，圆顶也是为抗东湖边吹来的强风。

内部构造相当精美适用，利用地势修建的两个阶梯教室（也是中国最早的阶梯教室），讲课不用音响设备，声音十分清晰。

拜占庭风格的主楼
 
主楼前的台阶与主楼入口处的建成碑

主楼入口

楼梯的栏杆很有特色

两侧附楼为化学楼和物理楼（实验室），楼高4层，单檐歇山式，绿琉璃瓦。主楼与附楼有连廊相通构成整体。上图为东侧附楼。

西侧的附楼
 
西侧附楼后的连廊

西侧前后附楼也有连廊相通

东侧附楼前的外廊

历经八十年的理学院

理学院前（南）附楼

理学院的后排东附楼
 
理学院的后（北）附楼

主楼的背后显得很破旧

    武汉大学的很多建筑都被茂密的树木所遮掩，如这理学院，还有学生寄宿舍等。绿化规划上的失败使我们今天很难看到这些老建筑的风采，这不能不说是最大的遗憾。