El archivo se ubica en la calle María Díaz de Haro, próxima a la gran vía de Bilbao, en una parcela entre medianeras de veinte metros de ancho y setenta de fondo, perteneciente a una de las manzanas del ensanche de la ciudad. Bajo rasante, el edificio ocupa la totalidad de la parcela. Sobre rasante sólo se ocupan los primeros veinticinco metros, siguiendo los criterios establecidos en la normativa urbanística. El programa está organizado por plantas, en función del grado de control de acceso de los distintos usos del edificio.

En planta baja, planta primera y parte del primer sótano se encuentran los usos públicos de libre acceso, tales como el vestíbulo principal, la recepción, varias salas de exposiciones y el salón de actos, que también puede utilizarse como un espacio multifuncional. A través del vestíbulo de planta baja se accede al jardín del patio de manzana, un espacio concebido para acoger distintos usos, como exposiciones al aire libre, zona de lectura o proyecciones.En planta segunda se encuentra la sala de lectura y consulta de documentación, de acceso restringido. En el resto de plantas sobre rasante se encuentran las zonas administrativas, laboratorios y locales de tratamiento documental, de uso privado. Bajo rasante, también de uso privado, se encuentran los depósitos documentales, salas de instalaciones y aparcamiento. Estos espacios disponen de acceso directo desde la calle a través de un montacoches.

La fachada principal de vidrio se ha proyectado con una gran vibración que aumenta la percepción del edificio, para romper con la planeidad de la calle y remarcar su ubicación. Se busca que la transparencia permita entender desde el exterior cómo funciona y se estructura el edificio. El vidrio de la segunda piel está serigrafiado con algunos de los textos que se conservan en el archivo, de manera que el edificio no se perciba como un lugar hermético, privado o ajeno al ciudadano. La fachada interior, por su parte, trata de establecer un diálogo formal con el resto de construcciones del patio de manzana; junto con el jardín, se busca una imagen amable para los usuarios del patio.

En el interior, el proyecto apuesta por el diseño de dobles alturas y cruces visuales que enriquezcan las relaciones entre los distintos usos. Al desarrollarse gran parte del programa bajo rasante, se potencia el uso de la luz y la ventilación natural, de la que disponen incluso los vestíbulos de acceso a los depósitos documentales o el garaje —a veinte metros de profundidad—. El uso principal de los tres primeros sótanos es el de locales de archivo documental capaces de albergar veinte kilómetros lineales de estantería.