Budova gymnázia je důležitým vývojovým článkem české moderní architektury na cestě ke konstruktivismu. Je charakteristická třípatrovým hlavním průčelím a monumentálním vstupem. Ze zvýšeného nároží vybíhají dvě dvoupatrová křídla. Na severní křídlo navazuje přízemním krčkem tělocvična, jejíž podélná osa je souběžná s ulicí V Lipkách. Soubor budov uzavírá bývalá vila ředitele při ulici V Lipkách (č.p. 683).
Z přízemní tříboké podnože vyrůstá hlavní hmota zalomeného nárožního průčelí, které je ukončeno mohutnou atikovou římsou. Hlavní vstup je zvýrazněn trojbokým předloženým schodištěm a bronzovou sochou Vítěze od Jana Štursy umístěné na 6 m vysokém betonovém sloupu se stylizovanou patkou a hlavicí. Po stranách tříosého hlavního vstupu jsou na nárožních pilířích pamětní desky, na vlysu nad vstupem nápis "Gymnázim J.K.Tyla".
Hlavní průčelí má 9 okenních os, okna jsou převážně čtyřkřídlová. Bezokenní štíty nárožní části budovy jsou z režného zdiva a členěné lesénami. V úrovni přízemí jsou na tyto štíty napojena nízká křídla, jejichž fasády jsou horizontálně členěny římsami a soklem v kontrastní barvě cementových omítek.
Dvoupatrová křídla napojená na zvýšené přízemí mají obdobné členění fasád - okna učeben jsou šestikřídlová se dvěma sloupky a středním poutcem, bezokenní štíty jsou členěny vertikálními lesénami, mezilehlé křídlo podokenními a nadokenními průběžnými římsami. Ostění oken má jednoduché orámování v režném zdivu. Před jižním křídlem směrem do nábřeží je umístěn samostatný znak republiky od O. Gutfreunda s letopočtem 1925-27.
Kombinace režného zdiva a cementových omítek na fasádách a skladba hmot tvoří působivý kontrast a vyváženou architektonickou kompozici.