Споруда цирку зведена у 1960 р. Збірний залізобетонний купол змонтовано за проєктом інженерів М. Грутмана, С. Ривкіна, І. Скачкова. Цирк розрахований на 2 тис. глядачів. У Київському цирку працювали в різний час відомі циркові актори і діячі: Єгоров М.М., Нікулін В.А., Петрусь В.В., Титов В.Х., Фоменко В.С., Французов В.Г. та інші.

Будівля чотириповерхова (включаючи цокольний поверх), цегляна, складається з двох основних об’ємів: циліндра і зігнутого під прямим кутом паралелепіпеда, що охоплює циліндр із боків. У циліндричному об’ємі зосереджено основні приміщення: манеж із залою для глядачів, вестибюль із гардеробом, фойє і кулуари; у прибудові – службові та допоміжні приміщення. Внутрішнє подвір’я використовується для вигулу тварин. Покрівля – металева, перекриття – зі збірного залізобетону. Цоколь будинку облицьовано рожевим гранітом, стіни – світло-сірою керамічною плиткою, колони – білим інкерманським каменем. Купол вкрито декоративною металевою лускою та увінчано циліндричним ліхтарем зі шпилем. Виконаний у стилістиці неокласицизму.