Монументальное здание расположено у Девичьего Поля, ограничивая его с северо-востока. Высокий, прорезанный квадратными окнами восьмиэтажный объем аудиторного корпуса задает монументальный масштаб этому зданию. Академию проектировал один из крупнейших архитекторов, работавших в 1930-е годы, Лев Руднев. Он работал для Наркомата обороны, возведя к юго-западу от Кремля целых три здания ведомства в своеобразной версии ар-деко: Наркомвоенмор в Колымажном переулке, собственно Бронетанковую академию имени Фрунзе и главное здание того же наркомата на Фрунзенской набережной.

Расположение Академии и здания Наркомата было продиктовано нереализованным проектом Второго бульварного кольца, задуманного еще в опубликованном в 1923 г., но не принятом генерального плане «Новая Москва» Алексея Щусева.

Академия занимает целый квартал и имеет типичный для конструктивистов асимметричный план. На обширном и протяженном стилобате, с правого его края выступает массивный параллелепипед постамента, на котором первоначально был установлен макет танка в натуральную величину, который в позднесоветское время заменили на боевую машину пехоты. Главный фасад аудиторного корпуса прорезан квадратными окнами-ячейками, рамы которых образованы несущей сеткой каркаса.

Антаблемент стилобата, опирающегося на толстые низкие облицованные черным лабрадоритом колонны, создает ощущение парящего над землей сверхмассивного объема – еще одно монументальное развитие эстетики, заложенной в проектах 1920-х годов.

Стилобат равномерно прорезан неглубокими квадратными нишами-клеймами, в которые вписаны идентичные, повторяющиеся эмблемы — серп и молот на фоне пятиконечных звезд. Четкий метр этих квадратных ниш сменяется вытянутой нишей, в которой, рядом с постаментом для танка, эмблемы идут сплошной чередой.

По первоначальному проекту за аудиторным корпусом, справа, в глубине участка, был задуман эллиптический зрительный зал, но вместо него в 1960-е годы по проекту ученика Руднева В.Е. Асса было сделано общежитие подковообразной формы.