大会堂的设计可分为四个阶段：

• 奠基期：1933-1939年期间大会堂的建造和装饰到1960年的改造
• 1960-1961年至1994-1995年的改造期
• 1994-1995年当代翻修期
• 战略遗产计划翻修期：2013-2014年，在为期八年的翻修项目框架内进行的翻修工作

奠基期

在1932年2月开始修建万国宫后不到一年，主建筑师布罗吉(Broggi)便意识到，要想为大会堂的完美造型找到最佳折衷方案非常困难，需要在声学效果与宏伟庄重的礼仪大厅之间找到最佳平衡。英国公共工程部研究办公室在伦敦附近的汉普顿宫设立了实验室，对大会堂的实际形态进行了大量研究。最终，在1933年11月，布罗吉提出采用近似立方体的方形设计，但另外三位建筑师弗雷根海默(Flegenheimer)、勒费弗尔(Lefèvre)和瓦戈(Vago)并不认同这一提议。

大会堂的形态确定后，由勒内·普鲁(René Prou)负责装饰工作，导致原定于1935年9月完工的计划进一步推迟。由于四位建筑师未能提交大会堂的装饰方案，国际联盟秘书长约瑟夫·阿弗诺尔(Joseph Avenol)对此深感失望。于是，他在1935年年中任命了两位新的建筑师来接手这一任务，即瑞典的拉格纳·厄斯特贝里(Ragnar Östberg)和英国的霍华德·莫利·罗伯逊(Howard Morley Robertson)。

大会堂的装饰，尤其是房间四角的装饰，由法国政府捐赠。1933年，工程总监亨利-保罗·内诺(Henri-Paul Nenot)为四个“浅浮雕”提出了五个装饰主题。最终选定的主题是表现四大洲的文明：亚洲、欧洲、非洲和美洲。大会堂的两扇青铜门由建筑师让-夏尔·莫勒(Jean-Charles Moreux)设计，象征着“战争”与“和平”。门上的雕塑作品分别由两位艺术家完成，伊曼纽尔·欧里科斯特(Emmanuel Auricoste)的《亚当与夏娃》以及罗伯特·库图里耶(Robert Couturier)的《阿波罗与克瑞斯》。

壁挂画的创作分配给了四位画家，以展现和平的美德。罗杰·沙斯泰(Roger Chastel)创作了《和平带来繁荣》(Pax genitrix)，莫里斯·丹尼(Maurice Denis)创作了《愿和平成为你的力量》(Fiat in Virtute tua)，爱德华·维亚尔(Edouard Vuillard)创作了《和平是九位缪斯的保护神》(Pax musarum nutrix)，而克·泽维尔·罗塞尔(Ker Xavier Roussel)则创作了《和平庇佑下的克瑞斯》(Pacis alumna Ceres)。来自巴黎的织物设计师海伦·亨利(Hélène Henry)负责大厅窗帘的选择。家具则购自多家瑞士供应商。主席台由一种特殊木材制成，由澳大利亚捐赠。

大会堂也是首个配备同声传译系统的会场，该系统由美利坚合众国捐赠。1937年9月25日，在大会第十八届会议期间，大会堂正式落成启用，但当时还没有那四幅著名的壁挂画，这些画直到1938年7月底才最终完成。

改造期

到1951年底，由于同传厢的设备老化，有必要对大会堂进行翻新。

1957年2月27日，联合国大会根据第五委员会的报告(A/3350)通过了一项决议，批准了一项万国宫现代化改造计划，特别是扩建大会堂，以适应联合国会员国数量的增长。大会堂的改造工程于1960年8月启动，并于1961年5月完成。施工期间必须确保不影响在万国宫举行的重要年度会议，例如世界卫生组织和国际劳工组织的年度会议。

所有的桌椅都是由设计师夏洛特·佩里昂 (Charlotte Perriand)负责翻新。为了改善房间的声学效果，四幅画被取下，两扇铜门被拆除并重新安装到三楼。这次改造导致了更多的工作，因此整个过程一直持续到1971年。

当代翻修期

第二轮翻修主要是为了改善声学效果，并适应联合国会员国数量不断增加的需要。翻修包括更换所有家具和照明系统。其他翻修工程还包括更换地板、安装新的同传厢以及更换空调系统。1996年4月16日，总干事为翻修后的大会堂举行了落成典礼。

战略遗产计划翻修期

2013年，联合国日内瓦办事处(UNOG)启动了一项大规模的建筑翻修计划。

根据新的建筑法规，大会堂的玻璃天花板正在进行翻修。该项目设定的优先事项包括保护、尊重建筑遗产以及与所有其他建筑的融合与和谐。