该剧院建筑物的主要体型是螺旋形的圆锥体，内设有歌剧厅、试验剧场及其他配套服务设施。歌剧厅时大剧院的重要组成部分，主要用以歌剧、大型交响乐演出，还兼顾其他使用功能，设有池座、楼座、包厢等座位共1600座，面积为2350平方米设有座位可移动的及位置可调整的舞台，该舞台分地上舞台和地下舞台两部分；为充分体现东莞大剧院作为音乐厅的特色，厅中设计强调了不对称性，厅内的大陆形布置还保证每个观众都能感受完美的视线和声学效果；试验剧场使用功能以室内乐为主，兼顾带小型交响乐、合唱、时装秀等，设有池座、贵宾座等座位数共400座，面积为950平方米，剧场内，地上舞台面积为2100平方米，地下舞台面积为900平方米，可满足不同的演出要求。配套服务设施包括排练房、休息厅、快餐厅等。剧院内设有先进的通信系统、结构化综合布线系统、安保技防系统、背景音乐及消防广播系统、火灾自动报警及消防联动控制系统、楼宇设备控制管理系统、车库管理系统等智能化系统。

    东莞大剧院投资估算为6.18亿元，该工程于2003年1月底动工，于2005年12月28日竣工。