顺天府大堂原为顺天府署建筑,原顺天府署坐北朝南,有三重大门,第一重门在今东公街南口,稍北即第二重门,门内有包公祠、狱神庙及监狱、把总司厅、照厅和代书处;东有五圣祠、候质所粮厅、科神庙;再东有东吏、户刑、盐房、工房等处所;第三重门后为大堂。现署内建筑仅存顺天府大堂。
顺天府大堂面阔五间,进深七檩,东西面阔26米,南北通进深14米,前后出廊,柱子为黑色,下有覆盆式柱础,悬山顶调大脊筒瓦屋面,两端用五花山墙封护。屋面上有正吻、戗兽及五小兽。额枋上绘有旋子彩画。明间装修为六抹扇门各四扇,次间装修为六抹槅扇门各四扇,明次间装修在上方均有十字方格棂心横披窗。梢间装修为四抹槛窗各六扇,下为干摆砌槛墙。明次梢间装修均为黑色,仅棂心为绿色。明次间前有垂带踏跺三级,地面为方砖铺墁。大堂两侧山墙为五花山墙,上身为丝缝砌法,下碱为干摆砌法。
大堂后面明间开门,为黑色板门,两侧各有四抹槅扇门一扇,上有门簪四个,大门两侧还装饰有西洋式璧灯一对,明间前有垂带踏跺三级。次间与梢间为砖砌,上身为丝缝砌法,下碱为干摆砌法。
顺天府署负责京畿地方之事,共领五州十九县。即通、蓟、涿、霸、昌平五州和大兴、宛平、良乡、房山、东安、固安、永清、保定、大城、文安、武清、香河、宝坻、宁河、三河、平谷、顺义、密云、怀柔十九县,又称为顺天府二十四州县,其中大兴、宛平因靠近京城又称京县。