Дворец построен по проекту архитектора С. А. Михтаряна в 1955 году. Архитектура Дворца культуры близка к архитектуре вокзалов с расположением основных помещении по единой оси: вестибюль, гардероб, зрительный зал на 800 мест, сцена с подсобными помещениями и фойе-кулуары по обеим сторонам зала. Над вестибюлем расположен танцевальный зал. На третьем этаже — библиотека, музей, помещения для кружковых занятии. В отделке интерьера использован классический декор — пилястры, лепнина, рельефы. В здании находится Музей истории Орловского железнодорожного узла.
Дворец — часть архитектурного ансамбля Привокзальной площади, сформированной в виде полуовалa, вытянутого вдоль железнодорожного полотна. Планировка площади и архитектурного ансамбля симметрична. Этот принцип характерен для классицистического градостроительства того времени.