Khi mới ra đời, trường chỉ dành cho những con nhà quý tộc người Pháp và những một số gia đình việt giàu có học hành. Trước đây, người Pháp đã xây cất khuôn viên trường trên một khoảng đất có tổng diện tích 22,3ha, nằm ngay cạnh Hồ Xuân Hương thơ mộng. Toàn bộ khu vực chính gồm 8 ha, nằm trên đỉnh đổi tương đối bằng phẳng. Sườn phía Tây và Tây Nam nghiêng về phía Hồ Xuân Hương. Trong khi đó, Sườn phía Nam có độ dốc tương đối cao, nhìn xuống thung lũng giáp Xí nghiệp Bản đồ Đà Lạt, sườn Bắc bằng phẳng được dựng lên một sân bóng đa dụng
Đây được xem là ngôi trường có một không hai tại Việt Nam cũng như thế giới được xây dựng bởi phong cách kiến trúc tân cổ, được tạo thành với các vật liệu xây dựng như gạch ép ốp tường và ngói thạch bản xanh đen được kỳ công vận chuyển từ Pháp về Đà Lạt.
Trường được sắp xếp bố cục mặt bằng chặt chẽ, tổ hợp kiểu hành lang bên. Tầng trệt để trống làm sân chơi trong nhà với những cột tròn. Tầng lầu gồm các lớp học, bên ngoài mỗi lớp đều có tủ âm tường là nơi để áo khoác, áo mưa của học sinh. Trên mặt đứng khối lớp học, cứ mỗi bước cột lại có hai vòm cung tròn xây bằng gạch đất nung với tỷ lệ hài hòa tạo nên vẻ đẹp thanh thoát cho khối nhà. Nét cách tân trong khối lớp học thể hiện ở phần mái dốc, bẻ góc ở phần đuôi mái, có hệ thống cửa sổ mái, tạo nên những nét chấm pha vô cùng tinh tế được người kiến trúc sư đại tài tạo nên.
Cùng một trục với dãy lớp học chính, qua một dãy hành lang nối có mái che bằng bê tông lượn sóng và hai hàng cột tròn là khối hành chính. Song song với hai dãy hành chính là hai dãy nhà có kết cấu và trang trí đơn giản hơn, vừa dùng làm phòng học, vừa dùng làm ký túc xá cho học sinh. Vuông góc với các dãy nhà trên là một tòa nhà có quy mô nhỏ hơn dùng làm hội trường, phòng thí nghiệm…
Cuối dãy nhà vòng cung này là một tháp chuông cao 54m nổi bật giữa không gian bao la. Nhìn bao quát bên ngoài, tường nhà được xây cách điệu các mái vòm với tỷ lệ hài hòa tạo nên vẻ đẹp thanh thoát cho khối nhà. Đứng từ phía hồ Xuân Hương, du khách có thể thấy được đỉnh cao nhất của tháp chuông tại trường. Đây được ví như hình ảnh của một cây bút chì khổng lồ với ngòi bút nhọn, cao vút giữa khoảng trời mênh mông. Dãy phòng học đỏ thắm phía sau uốn cong mềm mại, hàm ý miêu tả hình dáng của cuốn sách.
Trường được đánh giá là tòa nhà sư phạm đẹp và hiện đại nhất lúc bấy giờ. Đây quả là một thành công của các tác giả khi gắn bó tổng thể công trình với điạ hình khu vực, xứng đáng được các nhà phê bình, các kiến trúc sư và các nhà nghiên cứu kiến trúc nổi tiếng trên thế giới trong Hiệp hội Kiến trúc Quốc tế (UIA) công nhận là một trong số 1.000 công trình kiến trúc tiêu biểu của thế giới trong thế kỷ XX.
Với kiến trúc độc đáo, mang đậm nét văn hoá Đông - Tây, ngày28 tháng 12 năm 2001, trường Cao đẳng Sư phạm Đà Lạt đã được Bộ Văn hoá - Thông tin công nhận trở thành di tích cấp Quốc gia. Tuy nhiên, mới đây ngày 11/4, Trường CĐSP Đà Lạt cho biết, đã gửi thông báo đến Sở Giáo dục & Đào tạo và các sở ngành hữu quan của tỉnh Lâm Đồng về việc trường này sẽ ngưng việc mở cửa đón khách du lịch thăm quan cảnh quan Trường.