Nachdem die Stadt Mülheim an der Ruhr Anfang des 20. Jahrhunderts begann, ihre Lage am Flussufer als städtebauliche Qualität zu nutzen, schufen die Architekten Arthur Pfeifer (Karlsruhe) und Hans Großmann (Mülheim) auf dem Höhepunkt dieser Entwicklung bis 1926 ihren Stadthallenneubau. Er stellte das Ergebnis eines 1922 durchgeführten Architekturwettbewerbes dar; dem Büro Pfeifer/Großmann, das mit dem dritten Preis prämiert worden war, übertrug man den größten Teil des Entwurfes. Die Innenräume gestaltete der Düsseldorfer Architekt und Akademieprofessor Emil Fahrenkamp.

Eine dominante Arkadenreihe und eine große Uferterrasse öffnen die Stadthalle zur Ruhr. Die Fassaden der Stadthalle bestehen aus Muschelkalk und zeigen ein flaches geometrisches Dekor, das Vorbilder in der Renaissance hat. Nach erheblicher Beschädigung im Zweiten Weltkrieg wurde das Gebäude äußerlich annähernd unverändert instand gesetzt, während im Inneren Umbauten stattfanden. Zwischen 1953 und 1957 erhielt die Stadthalle eine Erweiterung an der Westseite, die der Architekt Gerhard Graubner entwarf. Im Foyer der Stadthalle sind zwei monumentale Glasmosaiken von Jan Thorn Prikker erhalten, die der niederländische Künstler, der seit 1904 in Deutschland lebte und arbeitete, 1926 anfertigte; sie stellen die geistliche und die weltliche Musik dar.