Rakennustyömaa käynnistyi vuonna 1935, kun kaasulaitoksen savupiippu oli räjäytetty tontilta, ja valmistui kolme vuotta myöhemmin. Talon runko on teräsbetonia ja tiiltä. Julkisivujen verhouksena käytettiin Kupittaan saven postileimakuvioitua keltaista klinkkeriä. Tilaohjelma käsitti 208 huonetta. Postin käsittely ja lajittelu sekä eri työvaiheissa tarvittavat laitteet ja koneet asettivat tilasuunnittelulle omat vaatimuksensa. Rakennuksen tilavuus kasvoikin kaksinkertaiseksi Eduskuntataloon verrattuna. Sisustuksen, kalusteiden ja valaisinten suunnittelusta vastasivat aikakauden tunnetut muotoilijat: Arttu Brummer, Runar Engblom, Birger Hahl, W. Rumjantsew, Eino Kauria ja Paavo Tynell. Korkeaan ja avaraan pääpostisaliin hankittiin 1950-luvun lopulla kuvanveistäjä Kalervo Kallion naisfiguuri. Palvelutiskit jätettiin aluksi avoimiksi.
Postitaloa korotettiin 1950-luvulla ja katolle rakennettiin helikopterikenttä, jota käytettiin Helsingin olympialaisten yhteydessä. Postinkäsittelytoiminnot siirtyivät Pohjois-Pasilan postikeskukseen vuonna 1978.
Rakennuksen laaja peruskorjaus tehtiin vuosina 2000–2006 yhteistyössä Museoviraston kanssa. Peruskorjaus käsitti muun muassa pääpostisalin, postimuseon, ravintolatilojen, kirjaston, vähittäismyynti- ja toimistotilojen kunnostuksen ja osittaisen uudisrakentamisen. Pääpainona oli rakennushistoriallisesti arvokkaiden rakennusosien ja uuden tekniikan yhteensovittaminen. Korjauksen yhteydessä vanhaan rakennusrunkoon liitettiin joustava modulaarinen järjestelmä, jonka puitteissa on luotavissa erilaisia toimistotilakombinaatiota.
Rakennuksen 10-kerroksinen osa sisältää pääpostisalin ja toimistotiloja. Pääpostisali palautettiin peruskorjauksessa lähes alkuperäiseen asuun, mukaan lukien alkuperäiset maalauskäsittelyt. Salia käytettiin aluksi vuokrattavana näyttelytilana, mutta vuonna 2005 sinne avattiin postin konseptimyymälä ja kahvila. Nykyisin postimyymälän tilalla on kameraliike.
Viisikerroksisten rakennussiipien välinen sisäpiha katettiin lasikatolla, jonka alle sijoitettiin ravintola. Helsingin kaupunginkirjasto avasi vuonna 2005 Postitalossa Kirjasto 10 -musiikki- ja tietotekniikkakirjaston studiotiloineen. Postimuseo toimi talon pohjakerroksessa vuoteen 2012 asti, minkä jälkeen se muutti Tampereen museokeskus Vapriikkiin. Postin toiminnoista rakennuksessa jatkaa vain Helsinki 10:n postikonttori. Sen viereen avattiin vuonna 2014 supermarket.
Peruskorjaus jatkuu edelleen ikkunoiden kunnostuksella.
Lisätietoja kirjassa Kaija Ollila, Kirsti Toppari: Puhvelista Punatulkkuun. Sanoma Osakeyhtiö 1975, Arkkitehtuurimusoen verkkosivuilla ja Wikipediassa.
