Autorem projektu byl Frank Gehry: toto je jeho první práce v jeho rodném městě. Galerie se od většiny ostatních budov muzea odlišuje zdrženlivostí, absencí výrazných „gest“, možná i určitou skromností.
Komplex Galerie je revidovaným a rozšířeným souborem budov různých dob, formovaným v průběhu 20. století. Gehry nahradil některé z pozdějších částí novými budovami, čímž dodal celému plánu jasnost a také výrazně zvýšil výstavní prostor AGO.
Hlavní průčelí muzea připomíná trup plachetnice nebo bok obrovské ryby: zaoblená skleněná stěna skrývá dřevěný rám a prkenné stěny sochařské haly „Gallery Italy“, která je otevřená do prostoru města. Nachází se ve druhém patře budovy nad vchodem a jeho objem lemují dva „panely“ze skla a oceli.
Nad zadní fasádou galerie, obrácenou do parku, dominuje kostka sálů současného umění opláštěná modrými titanovými plechy, soustředěná na točitém hlavním schodišti muzea, částečně vyčnívající ven.
Hlavní vchod AGO se otevírá do malé haly, skrz kterou vede vinutá rampa vedoucí do sálů: musíte na ní zpomalit, což vytváří vhodnou náladu pro návštěvníky. Centrem komplexu muzea je Walker's Courtyard, postavený ve 20. letech 20. století a pečlivě zrekonstruovaný Frankem Gehrym. Jeho jediným moderním prvkem je schodiště stočené do hadovité stuhy vedoucí k oddělení moderního umění, vytvořené architektem od nuly (většinu ostatních výstavních prostor nechal Gehry nedotčenou). Jedná se o prostorné pokoje s okny s výhledem do parku; také mnoho z nich má skleněné stropy. Pro pohodlí kurátorů byly některé z těchto místností rozděleny na menší části, aby vyhovovaly jakékoli výstavě.
Kritici si již všimli příjemného rozdílu mezi zrekonstruovanou galerií v Ontariu a královským muzeem v Ontariu, které prošly stejnou transformací v loňském roce: poté byl za rekonstrukci zodpovědný Daniel Libeskind, který vytvořil dramatickou „architekturu pro architekturu“, která má malou souvislost s její hlavní funkce - výstava uměleckých děl. Důvodem je to, že Libeskind je v Torontu cizí a Frank Gehry vyrostl v domě, který se nachází pár bloků od komplexu Gallery, a práce na jejím projektu se pro něj stala jakousi cestou do minulosti, která nepochybně ovlivnila „netypické“pro jeho práci diskrétní a poetická stavba.