El autor del proyecto fue Frank Gehry: este es su primer trabajo en su ciudad natal. La Galería se distingue de la mayoría de sus otros edificios del museo por la moderación, la ausencia de "gestos" expresivos, tal vez incluso una cierta modestia.
El complejo de la Galería es un conjunto revisado y ampliado de edificios de diferentes épocas, formado a lo largo del siglo XX. Gehry reemplazó algunas de las partes posteriores con nuevos edificios, lo que agregó claridad al plan general y también aumentó significativamente el espacio de exhibición de AGO.
La fachada principal del museo se asemeja al casco de un velero o al costado de un enorme pez: una pared de vidrio redondeada esconde un marco de madera y paredes entabladas de la sala de esculturas “Galería Italia”, que se abre al espacio de la ciudad. Se ubica en el segundo piso del edificio, encima de la entrada, y su volumen está flanqueado por dos "paneles" de vidrio y acero.
Sobre la fachada trasera de la galería, frente al parque, domina el cubo de las salas de arte contemporáneo revestidas con láminas de titanio azul, centradas en la escalera principal en espiral del museo, que se proyecta parcialmente hacia afuera.
La entrada principal de AGO se abre a un pequeño vestíbulo, a través del cual hay una rampa sinuosa que conduce a los pasillos: hay que reducir la velocidad, lo que crea el ambiente adecuado para los visitantes. El centro del complejo del museo es Walker's Courtyard, construido en la década de 1920 y meticulosamente renovado por Frank Gehry. Su único elemento moderno es una escalera enrollada en una cinta serpentina que conduce al departamento de arte moderno, creado por el arquitecto desde cero (Gehry dejó intactos la mayoría de los demás espacios de exposición). Se trata de amplias habitaciones con ventanales que dan al parque; también muchos tienen techos de cristal. Para comodidad de los curadores, algunas de estas salas se han dividido en secciones más pequeñas para adaptarse a cualquier exposición.
Los críticos ya han notado la agradable diferencia entre la renovada Galería de Ontario y el Museo Real de Ontario, que sufrió la misma transformación el año pasado: luego Daniel Libeskind se encargó de la reconstrucción, creando una dramática "arquitectura para la arquitectura", poco relacionada con su principal función - la exposición de obras de arte. La razón de esto es que Libeskind es un extraño en Toronto, y Frank Gehry creció en una casa ubicada a pocas cuadras del complejo Gallery, y para él trabajar en su proyecto se convirtió en una especie de viaje al pasado, que sin duda influyó en el "Atípico" para su obra este edificio discreto y poético.