L'auteur du projet était Frank Gehry: c'est son premier emploi dans sa ville natale. La Galerie se distingue de la plupart de ses autres bâtiments muséaux par la retenue, l'absence de «gestes» expressifs, peut-être même une certaine modestie.
Le complexe de la galerie est un ensemble révisé et agrandi de bâtiments d'époques différentes, formés tout au long du XXe siècle. Gehry a remplacé certaines des dernières parties par de nouveaux bâtiments, ajoutant de la clarté au plan général et augmentant considérablement l'espace d'exposition AGO.
La façade principale du musée ressemble à la coque d'un voilier ou au flanc d'un énorme poisson: une paroi de verre arrondie cache une charpente en bois et des murs en planches de la salle de sculpture «Gallery Italy», ouverte sur l'espace de la ville. Il est situé au deuxième étage du bâtiment, au-dessus de l'entrée, et son volume est flanqué de deux «panneaux» de verre et d'acier.
Au-dessus de la façade arrière de la galerie, face au parc, domine le cube des salles d'art contemporain gainées de feuilles de titane bleu, centrées sur l'escalier principal en spirale du musée, en partie en saillie vers l'extérieur.
L'entrée principale d'AGO s'ouvre sur un petit hall, à travers lequel il y a une rampe sinueuse menant aux couloirs: il faut ralentir dessus, ce qui crée l'ambiance appropriée pour les visiteurs. Le centre du complexe muséal est la Walker's Courtyard, construite dans les années 1920 et méticuleusement rénovée par Frank Gehry. Son seul élément moderne est un escalier enroulé dans un ruban serpentin menant au département d'art moderne, créé par l'architecte à partir de zéro (Gehry a laissé la plupart des autres espaces d'exposition intacts). Ce sont des chambres spacieuses avec des fenêtres donnant sur le parc; beaucoup ont également des plafonds en verre. Pour la commodité des conservateurs, certaines de ces salles ont été divisées en sections plus petites pour convenir à toute exposition.
Les critiques ont déjà noté la différence agréable entre le Musée des beaux-arts de l'Ontario rénové et le Musée royal de l'Ontario, qui a subi la même transformation l'année dernière: alors Daniel Libeskind était responsable de la reconstruction, créant une «architecture pour l'architecture» dramatique, peu liée à sa principale fonction - l'exposition d'œuvres d'art. La raison en est que Libeskind est un étranger à Toronto, et Frank Gehry a grandi dans une maison située à quelques pâtés de maisons du complexe de la Galerie, et pour lui le travail sur son projet est devenu une sorte de voyage dans le passé, qui a sans aucun doute influencé le "atypique" pour son travail ce bâtiment discret et poétique.