So wie das Mühlberger Rathaus heute erlebbar ist, wurde es in den Jahren 1543 bis 1549 auf dem 1535 abgebrannten Vorgängerbau errichtet. Das fast 500 Jahre alte Gebäude erlebte eine Vielzahl von Eingriffen in die Substanz. 1860, 1900 und 1927 waren die gravierendsten Umbauphasen. Das Hauptgebäude des Rathauses zeigt sich im Wesentlichen in seiner spätmittelalterlichen Gestaltung. Die Gestaltmerkmale der Renaissance sind insbesondere am Ostgiebel, mit der reich gestalteten ornamentalen Netzstruktur, an den Fenstern mit den Renaissancegewänden zu sehen. Von 2006 bis 2008 wurde der komplette Dachstuhl saniert, die Renaissancegiebel gesichert und die historische Fassade wieder hergestellt.
Der große Ratssaal erhielt eine zeitgemäße Ausprägung.