Das Bildermuseum befindet sich auf dem ehemaligen Sachsenplatz in der nördlichen Leipziger Innenstadt im Zentrum des Straßengevierts Brühl (im Norden), Reichsstraße (im Osten), Böttchergäßchen (im Süden) sowie Katharinenstraße (im Westen; Adresse: Katharinenstraße 10). Es beherbergt seit 2004 die Sammlungen des Leipziger Museums der bildenden Künste.
Das Gebäude wurde von 2000 (Richtfest am 30.04.2001) bis 2004 (festliche Eröffnung am 04.12.2004) nach einem Entwurf des Berliner Architekturbüros Hufnagel, Pütz, Rafelian als größter Kulturneubau in den östlichen Bundesländern nach 1945 erbaut. Die Gesamtkosten betrugen 74,5 Millionen Euro, von denen die Stadt Leipzig 44,5 Millionen Euro, der Freistaat Sachsen sowie die Bundesrepublik Deutschland je 15 Millionen Euro trugen.
Der als strenger Quader ausgeführte Bau ist in Nord-Süd-Richtung 78 m lang und in Ost-West-Richtung 41 m breit sowie 36 m hoch. Damit überragt er alle umstehenden Gebäude. Dieser Höhenunterschied soll durch eine Blockbebauung abgemildert werden, die aus vier winkelförmigen Gebäuden in den Ecken des Straßengevierts bestehen soll; bisher wurde aber erst eines errichtet (Stadtgeschichtliches Museum; Ecke Böttchergäßchen / Reichsstraße).
Das Gebäude hat neben Unter- und Erdgeschoss drei Obergeschosse, die sich zusammen mit fünf Zwischengeschossen zu mehreren Blöcken gruppieren, die außen durch Terrassen und Lichthöfe, innen durch drei Treppenhäuser miteinander verbunden sind.
Jeweils in der Mitte der vier Fassaden führen zwei sich kreuzende öffentliche Passagen durch das Gebäude sowie in das Foyer des Museums.
Von der Gesamtgeschossfläche von 16.700 m² werden ca. 7.000 m² als Ausstellungsfläche genutzt. Außerdem befinden sich in dem Gebäude die Magazine, Werkstätten, Versorgungseinrichtungen sowie Verwaltungsbüros des Museums.