Здание построено в 1800—1815 годах по проекту Джакомо Кваренги (1744—1817) в стиле классицизма. В плане оно представляет собой трапецию с большим внутренним двором-атриумом. Нижний этаж, по всему периметру, решён в виде открытой сводчатой аркады. Это традиционное решение для Гостиных дворов Петербурга. Стены декорированы рустом и карнизом. С 19 по начало 20 века Новобиржевой Гостиный двор использовался преимущественной в качестве складского помещения. В 1936 году здание было реконструировано с надстройкой третьего этажа, получив современный облик.
В ходе этой перестройки, выполненной по проекту В.Н. Пилявского, Я.Я. Кетчера и А.А. Заварзина, помимо надстройки третьего этажа с небольшими квадратными окнами, был разобран верхний ярус дворовой аркады, а нижний включён в объём здания с остеклением проемов и устройством плоской крыши-террасы.
Также были изменены и интерьеры, включая устройство двухэтажной аудитории-лектория на 400 мест, расположенных амфитеатром.
В 1930-е годы в здании Новобиржевого Гостиного двора разместились факультеты Ленинградского государственного университета (ныне Санкт-Петербургский государственный университет).