Проектирование поручили известному московскому архитектору А. З. Гринбергу, члену АСНОВА, он, в свою очередь, пригласил участвовать в проекте театрального архитектора Т. Я. Бардта и главного художника Большого театра М. И. Курилко. Ими была разработана и запатентована оригинальная система сценографии и форм сценических действий ТЕОМАСС. В соответствии с этой системой «панорамно-планетарного театра», легшей в основу архитектурного формообразования ДНиК, зрительный зал был устроен в виде амфитеатра на 2 600 мест, под трибунами которого был устроен тоннель, в котором на подвижных фурках могли передвигаться декорации. Аналогичное кольцо фурок (меньшего диаметра) было устроено за сценой вокруг склада декораций. Кольца пересекались на сцене и врезались в поворотный круг. Декорации сцены предполагалось также быстро убирать в развитые боковые кулисы. По специальным пандусам на сцену могли въехать повозка, грузовик или даже легкий танк. Партер на 600 мест при необходимости мог быть перемещен на сцену, а на его месте возникала подъёмно-опускная арена, трансформируемая для цирковых представлений, спортивных состязаний и водных пантомим. Кроме того, предполагалось, что через зрительный зал будут проходить праздничные демонстрации. На поверхность купола предполагалось проецировать кинофильмы, для чего инженером Н. Л. Минервиным был спроектирован специальный проектор. В проектировании фасадов здания принимал участие архитектор В. С. Масленников.
Такая архитектурная концепция следовала принципам «Театрального Октября», сформулированным Мейерхольдом.
Внешний облик театра был характерен для модернистской архитектуры конца 1920‑х гг.: отсутствие декоративных элементов, чистота и строгость форм, обнаженная и ясная строгость конструкций, ленточные остекление и балконы, легкие козырьки над входом, гладкий купол. Уникальна его конструкция, спроектированная инженером Б. Ф. Матэри под руководством проф. П. Л. Пастернака. Купол свободно лежит на круговой рандбалке, связывающей внутренние стойки радиально расположенных рам кулуаров, окружающих купол; на протяжении 30 метров в него врезается сценическая коробка. Диаметр купола около 60 метров, толщина — 8 сантиметров. Это был самый крупный купол подобного типа в мире. Отношение толщины купола к его диаметру составляет 1/750 (отношение толщины скорлупы куриного яйца к диаметру 1/250)
15 мая 1931 года Наркомпрос утвердил строительство театра заявочной стоимостью 5—6 млн рублей.

Порой, чтобы сохранить ангельский характер, нужно дьявольское терпение.
Я девушка милая и пушистая....но...лучше не злить. Тихо закопаю и скромно отпраздную...