De "Vlaamse Opera" is de belangrijkste realisatie van Alexis Van Mechelen als stadsbouwmeester, een ambt dat hij bekleedde van 1902 tot zijn overlijden in 1919. Het gebouw is sterk verwant met zijn Stadsfeestzaal op de Meir, die uit 1908 dateert. Beide openbare gebouwen onderscheiden zich door een somptueuze beaux-arts-architectuur van Parijse inspiratie, een stijl in overeenstemming met de representatieve functie en feestelijke allure van de gebouwen.

Het operagebouw beantwoordt aan een drieledige structuur, met achtereenvolgens de inkomhal en het bovenliggende foyer in rotondevorm, het grote auditorium bestaande uit een parterre, drie balkons waarvan het eerste met loges, en twee amfitheaters, en ten slotte de toneeltoren. Twee maal drie gescheiden trappenhuizen verzekeren in de voorbouw de circulatie van het publiek tussen de inkomhal, de balkons en amfitheaters; in de achterbouw staan twee trappenhuizen ter beschikking van personeel en artiesten. Voor de structuur werd in hoofdzaak gebruik gemaakt van staalconstructies, in combinatie met gewapend beton. Van bij de opening was de "Vlaamse Opera" volledig uitgerust met elektrische verlichting.

Monumentale, zeven traveeën brede gevelfronten uit witte natuursteen, markeren de schouwburg in beide straatwanden, waarbij de voorgevel op de Frankrijklei uitgeeft en de achtergevel op de Van Ertbornstraat. Symmetrisch van opbouw, tellen de opstanden drie hoofdgeledingen

De voorgevel onderscheidt zich door de licht gebogen middenpartij in rotondevorm van inkomhal en foyer, die wordt geflankeerd door de twee hoger opgetrokken zijrisalieten met hoektorens van de trappenhuizen. Vijf inkomportalen, alternerend met een gebogen fronton en een sluitsteen met leeuwenkop, ritmeren in de middenpartij de pui met trappenbordes. De bovenbouw is opgevat als monumentale loggia, met gekoppelde composietzuilen in kolossale orde vanaf een balustrade; in de terugwijkende achterwand bekronen ronde oculi de (deur)vensters van het foyer. Een breed hoofdgestel en een attiekbalustrade met gekoppelde vazen vormen de bekroning, waarachter het halve koepeldak met oeils-de-boeuf van het foyer oprijst, en hogerop het zadeldak van het auditorium met musicerende putti en een lier als topstuk. De zijrisalieten zijn opgebouwd uit een portaal met gebogen fronton, een omlijst traplicht met flankerende composietpilasters en een driehoekig fronton. Een ronde oculus doorbreekt de torengeleding, gemarkeerd door stafwerkpilasters, chutes, een entablement, maskerkoppen als spuwers, en een bekronende geribde koepelhelm met oeils-de-boeuf en vazen.

Het rijk gedecoreerde interieur onderscheidt zich door het gebruik van marmer, (verguld) stucwerk, mozaïekvloeren en uitgewerkte deuromlijstingen. Het halfronde auditorium met parterre, balkons, loges en amfitheaters, wordt omgeven door ruime wandelgangen. De balkons rusten op Ionische zuiltjes met vergulde kapitelen, en hebben guirlandes, cartouches en putti op de fronten. Het zwaar bewerkt plafond integreert een ronde plafondschildering door de schilder Charles Mertens uit 1906-1910. Het symbolistisch geïnspireerde thema "Rythmus" gaat terug op een essay van de letterkundige en geograaf Alfred Hegenscheidt (1866-1964), gepubliceerd in het literaire tijdschrift Van nu en straks jaargang 1893-1894. Rythmus staat voor "l’harmonie universelle entraînant l’humanité dans son tourbillion", "le mouvement dionysiaque qui emporte le monde", of nog de "al omvattende idee van het leven als immanente beweging van zelf-organisatie". De wervelende voorstelling verbeeldt Rythmus vergezeld door de negen Muzen, de vijf Zinnen beheerst door het Geweten, en de goede en kwade Zinnelijkheden en Hartstochten. De 25 m hoge scene met dieper gelegen orkestbak wordt afgesloten door een beschilderd ijzeren toneelscherm, omgeven door fluwelen gordijnen en een zwaar neo-Lodewijk XVI-decor met onder meer vrouwenfiguren die een omlopende guirlande vasthouden, een maskerkop en het Antwerpse stadswapen.