ลักษณะสถาปัตยกรรมของตึกนารีสโมสรมีความโดดเด่นไม่แพ้อาคารโบราณหลังอื่น ๆ ด้วยรูปแบบที่อิงอิทธิพลสถาปัตยกรรม อีเคลกติก (Eclectic) ของตะวันตก
ในสมัยเจ้าพระยารามราฆพ เคยตั้งชื่อตึกนี้ว่า “ตึกพระขรรค์” และเคยพักอาศัยอยู่ที่นี่ระยะหนึ่งในขณะที่รอก่อสร้างตึกไกรสร (ปัจจุบัน คือ ตึกไทยคู่ฟ้า) ซึ่งเป็นอาคารประธานให้แล้วเสร็จ และระหว่างนั้นยังเคยใช้เป็นที่ตั้งศพท้าวอินทรสุริยา (ม.ล.เชื้อ พึ่งบุญ) พี่สาวของเจ้าพระยารามราฆพ อีกทั้งยังเคยใช้เป็นสถานที่พักตัวละครและสถานที่แต่งตัวละครด้วย ต่อมาถึงยุคสมัยจอมพล ป. พิบูลสงคราม เป็นนายกรัฐมนตรี ได้เปลี่ยนชื่อเป็น “ตึกนารีสโมสร” เพื่อให้ท่านผู้หญิงละเอียด พิบูลสงคราม ภริยา ใช้เป็นสถานที่ประชุมและดําเนินกิจกรรมต่าง ๆ ในส่วนที่ท่านผู้หญิงละเอียดรับผิดชอบ กระทั่งถึงสมัยจอมพล สฤษดิ์ ธนะรัชต์ และจอมพล ถนอม กิตติขจร เป็นนายกรัฐมนตรี ก็ได้ใช้ตึกนี้ในการบริหารงานราชการแผ่นดิน จึงเปลี่ยนมาเรียกว่า “ตึกบริหาร”
ตึกนารีสโมสรได้รับการบูรณะปรับปรุงครั้งใหญ่ในสมัยพลเอก ชาติชาย ชุณหะวัณ เป็นนายกรัฐมนตรี และปรับเปลี่ยนการใช้สอยเป็นสถานที่แถลงข่าวของรัฐบาลนับแต่นั้นมาจวบถึงยุคปัจจุบัน แม้เวลาจะผันผ่านมานานนับศตวรรษ แต่ตึกนารีสโมสรก็ได้รับการทะนุบํารุงให้คงสภาพเดิมไว้อย่างดีที่สุด ในปี พ.ศ. ๒๕๕๘ สมาคมสถาปนิกสยาม ในพระบรมราชูปถัมภ์ คัดเลือกให้ตึกนารีสโมสรได้รับรางวัลอนุรักษ์ศิลปสถาปัตยกรรมดีเด่น ประเภทกลุ่มอาคารทําเนียบรัฐบาล โดยสมเด็จพระกนิษฐาธิราชเจ้า กรมสมเด็จพระเทพรัตนราชสุดาฯ สยามบรมราชกุมารี ทรงเป็นประธานการมอบรางวัล
พื้นที่ภายในตึกนารีสโมสร การใช้สอยหลักยังคงเป็นศูนย์แถลงข่าวรัฐบาล ซึ่งยังคงใช้ห้องเดิมที่ตั้งอยู่บริเวณปีกขวาของอาคาร มีการปรับปรุงภายนอกอาคารด้วยการทําความสะอาดและทาสีใหม่ ซ่อมแซมรอยแตกร้าว ลวดลายปูนปั้น และในส่วนที่เป็นงานหินล้าง กรวดล้าง อันเป็นส่วนประกอบของอาคารให้คงเดิม ทั้งหมดอยู่ในความดูแลของกรมศิลปากร ส่วนงานตกแต่งภายในอยู่ในความดูแลของกรมยุทธโยธาทหารบก ซึ่งมีการดูแลรักษาให้มีสภาพเหมือนใหม่อยู่เสมอด้วยการเปลี่ยนพรม ผ้าม่าน ระบบปรับอากาศ และฉากประกอบการแถลงข่าว
บริเวณกึ่งกลางอาคารได้ปรับเปลี่ยนพื้นที่ลักษณะห้องโถง หลังคาทรงโดม ให้เป็นห้องรับรองนารีสโมสร ๑ ไว้ใช้งานในภารกิจรับรองแขกของรองนายกรัฐมนตรีและรัฐมนตรีประจําสํานักนายกรัฐมนตรี รวมถึงการใช้งานในภารกิจอื่น ๆ เช่น การลงนามความตกลงต่าง ๆ ส่วนห้องทางปีกซ้ายทางทิศตะวันตกของอาคารถูกปรับแต่งให้เป็นห้องรับรองนารีสโมสร ๒ ห้องนี้มีความโดดเด่นที่พื้นหินอ่อนสลับลายที่ขัดแต่งผิวให้มีความแวววาว สวยงาม และเน้นโทนสีครีมเข้ากับชุดเฟอร์นิเจอร์สไตล์หลุยส์สีเขียวอ่อน
ถัดไปทางทิศใต้ของตึกนารีสโมสร มีอาคารที่เชื่อมต่อกันชื่อว่า ตึกแสงอาทิตย์ เป็นอาคารสามชั้นรูปทรงเหมือนหอคอย ภายในมีบันไดเวียนขนาดใหญ่นําทางขึ้นสู่ชั้น ๒ และชั้น ๓ บริเวณปลายบันไดมีประตูออกสู่ภายนอก แต่เดิมตึกนี้เคยใช้ประโยชน์เป็นทางขึ้นไปยังอาคารอื่น ๆ ได้ อาทิ ตึกพึ่งบุญ และตึกในกลุ่มเดียวกัน แต่ปัจจุบันหลายอาคารถูกรื้อถอนไปแล้ว ทางเชื่อมจึงถูกตัดออกไป เหลือเพียงร่องรอยทางเชื่อมที่ปรากฏอยู่เป็นกันสาดของประตูทางเข้าตึกแสงอาทิตย์เท่านั้น
ตึกแสงอาทิตย์ได้รับการบูรณะซ่อมแซมเรื่อยมาเช่นเดียวกับตึกนารีสโมสร และในปี พ.ศ.๒๕๔๘ ก็ได้รับเลือกให้ได้รับรางวัลอนุรักษ์ศิลปสถาปัตยกรรมดีเด่น ประเภทกลุ่มอาคารทําเนียบรัฐบาลด้วยเช่นกัน