El edificio original es un magnífico exponente de la arquitectura civil tradicional aragonesa de finales del siglo XV y comienzos del XVI.

La antigua Posada de San Antón se ubicaba en un caserón de grandes dimensiones, que constaba de planta baja más dos alturas. Por lo que se refiere a la fachada principal, a la Plaza de los Mesones, parece ser que la puerta de acceso se cerraba en origen con un arco de medio punto. En el primer piso, destacaban dos amplios ventanales rectangulares, y por último la planta superior se remataba con la típica galería de arquillos. En reformas posteriores, la puerta de acceso fue desgarrada y ampliada hasta convertirse en una gran portalada adintelada, mientras que las ventanas del primer piso fueron  convertidas en balcones y la galería superior fue eliminada y sustituida por otro piso de balcones.

La planta del edificio es irregular, aunque tendente al rectángulo, y en su interior destaca el zaguán de acceso, que da paso al patio central del mesón, al aire libre y en el que destacan dos amplias y airosas arcadas de ladrillo rebajadas y  apoyadas en un robusto pilar de piedra sillar, así como el brocal del pozo de abastecimiento de agua. En el extremo izquierdo del patio se encuentran las escaleras de acceso a la planta superior, y, por debajo de éstas, el pasillo y la puerta que conduce a las cuadras. Desde ellas, un largo pasadizo de casi 6 metros en rampa desciende hasta la antigua bodega, formada por una imponente nave de planta rectangular (10 x 74 metros) provista de una gran bóveda de cañón apuntada y de ladrillo, soportada por cuatro arcadas de la misma forma y material.

En la primera planta se encontraban la cocina y el comedor del mesón, mientras que el piso alto estaba muy compartimentado y se dedicaba a las habitaciones de huéspedes.

Tras el proceso de restauración, el edificio ha experimentado una serie de cambios, aunque no demasiado radicales. En cuanto a la fachada se ha conservado la forma y distribución de los vanos inferiores, aunque se ha recrecido en parte y se ha reconstruido la galería superior de arquillos, siguiendo el modelo de otros edificios coetáneos de Calatayud. Asimismo se han abierto dos ventanales ovales ajenos al estilo del edificio.

El aspecto interior se ha conservado en lo sustancial, de modo que en el actual establecimiento hostelero se han reaprovechado algunos de los espacios, como los antiguos comedores, mientras que se han modernizado y reorientado las funciones de otros como las cocinas, la caballeriza que se encuentra a la derecha del patio y que se ha convertido en cafetería o las antiguas cuadras semisubterráneas que se han dedicado al Museo de la Dolores.