Das Gebäude vereint moderne Architektur mit historischen Funden. Im Eingangsbereich befinden sich vier Portraittafeln berühmter Linzer: Anton Bruckner, Johann Adam Pruner, Johannes Kepler und Kaiser Friedrich III.
Das Rathaus in seiner heutigen Form entstammt den 1670ern, jedoch sind sowohl ältere Bauteile zu vermuten als auch jüngere sichtbar. Laut Überlieferungen steht seit 1415 an genau dieser Stelle das Rathaus der Stadt Linz. 1985 sind Teile der Stadtverwaltung in das Neue Rathaus in Urfahr übersiedelt, der Bürgermeister hat sein Büro am Hauptplatz.
Im Foyer des Alten Rathauses sind am Boden Flugaufnahmen des Linzer Stadtgebietes als begehbarer Stadtplan abgebildet. Interessierte können hier von Montag bis Freitag (7:00-19:00 Uhr) ihren Weg durch die Stadt aus einer anderen Perspektive betrachten. 
Im Alten Rathaus befindet sich auch die Tourist Information, wo Linz-Interessierte nützliche Tipps und Informationen zur Donaustadt bekommen.