Die kühn konstruierte, zweifach gekrümmte Dachschale, die nur an zwei Punkten den Boden berührt, bildet das architektonische „Markenzeichen“ der Kongresshalle. Zwischen zwei Bögen, die schräg stehend auseinandergeklappt sind, ist die Dachkonstruktion eingespannt. Für den amerikanischen Architekten Hugh A. Stubbins war der Bau der Kongresshalle sein bis dahin größtes Projekt, das ihm große Aufmerksamkeit in den USA zuteil werden ließ. Durch seine politische Brisanz und die spektakuläre Architektur fand das Gebäude seinen Weg auf die Titelseiten der “New York Times” und des “Boston Globe”. Stubbins’ Kontaktarchitekten in Berlin waren Franz Mocken und Werner Düttmann.
Jedoch konnte Stubbins seinem urspünglich geplanten Entwurf nicht folgen, da dieser nicht der deutschen Bauordnung entsprach. Eine frei tragende Konstruktion dieser Spannweite galt in den 1950er Jahren als nicht ausführbar. Stattdessen wurde eine Hilfskonstruktion, bei der das Innendach über dem Auditorium an das Außendach gehängt wurde und die sich später als verhängnisvoll erweisen sollte, genehmigt. Die Last des auskragenden Dachbalkens wurde nun auf einen Ringanker abgeleitet, der auf den Wänden des Auditoriums ruhte.
Die Kongresshalle sollte eine Demonstration der Modernität und Leistungsfähigkeit amerikanischer Bautechnik sein. Besonders die gewagte Dachkonstruktion als Betonschalenbau in Form eines hyperbolischen Paraboloids, der den Boden nur an zwei Punkten berührt, galt als große Geste und Ingenieursmeisterleistung. Am 21. Mai 1980 kam es plötzlich während einer Konferenz des “Rings Deutscher Makler” zum Einsturz des Süddaches, verursacht durch die fehlerhafte Konstruktion und durch Ausführungsmängel, die zur Korrosion des Spannstahls führten.
Da das Symbol der deutsch-amerikanischen Freundschaft nicht in einem ruinösen Zustand verbleiben konnte, erfolgte zwischen 1984 und 1987 der Wiederaufbau der Kongresshalle unter Leitung der Architekten Hans-Peter Störl und Wolf Rüdiger Borchardt in der von Stubbins ursprünglich vorgesehenen Weise als tatsächlich freitragende Konstruktion.
Die Gestaltung der Außenanlagen an der Kongresshalle (1956-1958) sollte die künstlerisch-architektonische Wirkung des Gebäudes akzentuieren und es in die umgebende Stadtlandschaft mit dem Großen Tiergarten im Süden sowie der Spree im Norden und Westen einbinden. An der Freiraumgestaltung wirkten mehrere Architekten und Gartenarchitekten mit. Hugh A. Stubbins lieferte die Entwürfe für das der Halle südlich vorgelagerte große rechteckige Spiegelwasserbecken, das von einer Steganlage asymmetrisch geteilt wird. Er gestaltete auch die anschließende großzügige Freitreppe und die Aussichtsplattform um das Auditorium. Der Gesamtentwurf für die umgebenden Grünanlagen stammt vom Gartenarchitekten Hans Migge. Wasserseitig befindet sich ein Gartencafé mit Schiffsanlegestelle am Spreeufer. Den Schiffsanleger mit Hafenplattform planten Franz Mocken und Werner Düttmann.
In den Wasserbecken entlang der John-Foster-Dulles-Allee befindet sich neben dem Springbrunnen auch die abstrakte Bronzeplastik “Large Butterfly” des englischen Bildhauers Henry Moore, die anlässlich der 750-Jahr-Feier Berlins 1987 aufgestellt wurde und die letzte öffentliche Arbeit des international bedeutenden Künstlers ist.
Im Kongressgebäude drückte sich nicht nur die Verbundenheit der Amerikaner mit Westberlin, sondern auch die Zugehörigkeit Westberlins zur BRD und deren Nichtanerkennung durch die DDR und die sowjetische Besatzungsmacht aus. Mehrfach versammelte sich der Bundestag – begleitet vom Protest der DDR-Staatsführung und Tiefflügen sowjetischer Düsenjets über dem Gebäude – im eiförmigen Mehrzweckraum der Kongresshalle, der für Kongresse und Tagungen aller Art genutzt wurde.
Seit 1989 beherbergt die Kongresshalle den Sitz der Kulturorganisation “Haus der Kulturen der Welt”, ist Ausstellungsort internationaler und zeitgenössischer Kunst und Veranstaltungs- und Diskussionsforum.