La piscine possède des cabines privatives en coursives, disposées sur deux étages, qui surplombent un bassin de 25 mètres sur 10. Livré en 1884, le site historique de trois niveaux a été dessiné par l'architecte Lucien-Dieudonné Bessières, assisté de l'ingénieur Edmond Philippe et de Paul Christmann. Cet équipement était autrefois alimenté en eau chauffée par l'industrie des usines élévatoires de la Villette. La piscine a ensuite été remaniée entre 1925 et 1927 dans le style "paquebot", lui offrant une silhouette emblématique.
De nos jours, un nouveau parcours visiteur a été pensé en rez-de-chaussée pour accueillir les PMR. Le flux piéton est remanié, un nouveau pédiluve est créé, tout comme une zone d'infirmerie. "Nous opérons le ravalement de la piscine, isolons l'ensemble et assurons son étanchéité", raconte Aurélien de Bois. Les bassins sont en cours de rénovation, et du carrelage neuf sera posé.
Tout l'intérieur de la piscine retrouvera des tons beige, blanc et bleu marine, caractéristiques du style "paquebot". Le carrelage des étages est, lui, conservé. Une résine est toutefois appliquée pour permettre l'étanchéité du lieu, afin d'éviter tout risque d'infiltration ou d'oxydation. Toujours à l'étage, le plateau administratif est curé et son organisation réimaginée. Les cabines aux parois en béton désactivé sont gardées en l'état.