Debió ser un edificio sencillo aunque de dos plantas. Debido a los materiales frágiles con que construía y posiblemente una deficiente mano de obra, que exigía del arreglo permanente y hasta su reedificación completamente en diversas oportunidades. Es así que hacia fines del siglo XVIII tenía al frente corredores o recova con columnas de madera, al igual que las barandas de planta alta, techo de torta de barro , muros de adobe y no tenía torre.
En 1789 se inició una reforma de consideración, fundamentalmente en el frente, por cuanto se construyó la recova con los pórticos con arcadas de mampostería, se colocaron los techos de tejas, se construyó el magnífico balcón cuyas ménsulas están talladas con figuras antropomorfas, agregándose además las barandas de hierro de planta alta, Se colocaron lajas en las veredas y se construyó una nueva escalera para subir a planta alta, interviniendo en las obras el Arquitecto y Alarife Felipe González, el Maestro Herrero Don José Marzan y Montes y el carpintero Francisco Torán. Se inauguró en noviembre de 1789 con motivo de al coronación del Rey Carlos IV. En esa oportunidad se encargó también la construcción de un sillón y un cojín de terciopelo bordado en hilos de oro para el gobernador, además de una alfombra y escaños.
En 1797, ante la necesidad de colocar en lugar visible el reloj público que se había sacado de la Iglesia de la Compañía de Jesús, se construyó la torre del Cabildo. La misma mantiene una estructura independiente dado que los muros no podían soportar su peso. Su terminación muestra mayor elaboración, remarcada por pilastras toscanas de doble capitel, cornisas muy salientes, ornamentación con cuatro pináculos de cerámica esmaltada de color verde al igual que el extradós y revestimiento del chapitel realizado con piezas cuadradas de cerámica esmaltada de color verde y marrón.
Como terminación del chapitel se colocó una veleta de hierro forjado y chapa recortada que representa un pajecillo y que actualmente la tradición popular conoce como "el Diablito del Cabildo". La construcción independiente de la torre explica que no se encuentre perfectamente centrada con respecto al eje de simetría del edificio.
Entre 1807 y 1808 el gobernador interino Tomás Arrigúnaga y Archondo encaró nuevas obras que se suponen podrían tratarse de la galería aporticada con arcos carpaneles del patio principal que contiene el acceso a planta alta, ocupándose para su construcción a los presos de la cárcel.
Cuando el Cabildo dejó de cumplir sus funciones oficiales, aproximadamente hacia 1821, continuó funcionando en sus locales la policía y la sede de la Casa de Gobierno hasta 1880. Nueve años después, durante el gobierno del Dr. Martín G. Güemes, fue vendido en pública subasta a particulares, siendo ocupado por propietarios, inquilinos, locales de negocios y hotel.
En los primeros años del siglo XX se demolió el ángulo noroeste del cabildo para la construcción de una vivienda en planta alta y locales comerciales en planta baja, donde actualmente se encuentra emplazada la plazoleta IV Siglos; perdiéndose con ello la Sala Capitular y parte de la recova, de tal modo que de los diecisiete arcos que tenía en planta baja y diecinueve en la planta alta, solo quedaron catorce y quince respectivamente.
En 1936 la oportuna intervención del Senador Nacional Dr. Carlos Serrey hizo que el gobierno nacional lo recuperara para su posterior restauración, declarándose Monumento Histórico Nacional, bajo la dependencia de la Comisión Nacional de Museos, Monumentos y Lugares Históricos por Ley N° 12.345.
En 1942 se encaró su restauración bajo la dirección del Arquitecto Mario Buschiazzo, abriendo sus puertas como Museo Histórico en agosto de 1949. En oportunidad de su restauración se reconstruyeron todos los corredores que rodean al patio mayor, salvo los tres arcos del ángulo suroeste que aún se mantenían en pie. También se reconstruyeron las habitaciones del sector noroeste, que se encontraban muy deterioradas, y se colocó nuevamente la veleta que ya no se encontraba en su lugar.
