Novi, poznogotski Rotovž – Mestno hišo je na tem mestu sezidal arhitekt Peter Bezlaj leta 1484. Postavljena je bila na stavbišču vsaj dveh prejšnjih meščanskih hiš. Pročelje na dveh slopih oziroma z eno ločno odprtino je bilo od današnjega bolj pomaknjeno na trg. Kot prejšnji Komun je imel odprto lopo za zborovanje meščanske skupnosti v pritličju in zborovalnico mestnega sveta v prvem, edinem nadstropju, ter morda še večji odprt hodnik proti grajskemu hribu. V vogalih nadstropja sta bila vpeta kipa Adama in Eve, ki ju štejemo med prve realistične akte v evropski umetnosti in sta pomembna spomenika v razvoju slovenskega kiparstva. Pripadala naj bi domačemu kiparju Janezu Lipcu, izdelana pa naj bi bila prav tako leta 1484. Posvetovalnica in fasade so nosile bogato slikarsko dekoracijo. Po opisu iz leta 1679/1680 je bilo na fasadi naslikanih dvanajst sibil in Pravica na prestolu s spremljevalci med dvema oknoma. Poleg je bilo še dvoje historičnih podob, ki sta ponazarjali pravičnost. Na drugi strani so bile alegorije štirih krščanskih kreposti. V rotovški posvetovalnici – dvorani sta bili podobi Poslednje sodbe in Panorame Ljubljane. Pred stavbo sta stala sramotilni steber – pranger in železna sramotilna kletka. Strešni stolpič je imel rotovž verjetno že spočetka. Od te poznogotske stavbe so ohranjeni le stranski zidovi.
Najstarejši del rotovške zgradbe je sedanji magistratni, srednji trakt pod Gradom, ki je nastal sredi 16. stoletja, verjetno leta 1548. Zidan je iz lomljenca na mestu, kjer so za poznogotskim rotovžem kopali kamenin ga kot gradbeni material uporabljali pri gradnji. V pritličju so bili kletni prostori, prvotno verjetno namenjeni mestnemu merosodstvu, pozneje pa so jih adaptirali v vinske kleti. Med drugim so ohranjena originalna vrata in osrednji steber. Velika dvorana v prvem nadstropju je bila namenjena skupščini meščanov, ko je prenehala z zborovanji na prostem oziroma v odprti lopi. Imela je lesen strop na konzolah in okna samo v zidu pri Gradu. V manjšem prostoru ob njej so leta 1620 namestili mestno registraturo. Dvorana v drugem nadstropju je ostala nedokončana in domnevno že spočetka namenjena skladiščem, deloma za mestne gradnje in nekaj časa kot mestna kašča. Skladišče so v 18. stoletju prezidali v pisarniške prostore in sem ob koncu stoletja prenesli registraturo. Kletne prostore so oddajali v najem ali pa jih namenili za gasilsko skladišče oziroma za vinske kleti mestnih funkcionarjev. V začetku 19. st. so nekdanjo dvorano občine predelali v zapore in v stanovanje jetniškega paznika oziroma hišnika.
Zadnji trakt, prislonjen na pobočje, je bil postavljen v kamnolom in prvotno ni bil sklenjen s pobočjem Gradu; nanj so ga z nasipi in prizidki povezali v 18. in 19. st, potem pa je bila ta zveza zopet prekinjena. Nastanek dvorišča z baročnimi arkadami, ki vežejo osrednjo pročelno zgradbo z zgradbo pod Gradom, ni povsem določen. Vsekakor so starejše od pročelne stavbe Gregorja Mačka ter jih tako v pritličju kot v prvem nadstropju lahko datiramo v bližino leta 1600 ali pa vsaj v 17. stoletje. Nace Šumi domneva, da so stale že v drugi polovici 17. stoletja in da so jih pričeli obnavljati še pred Mačkovim projektom izdelave načrta in zidave novega dela stavbe. Pritlične so se naslonile na nespremenjeno stavbo pod Gradom z osrednjim portalom in dvema kletnima oknoma. Zazidava teh odprtin je novejša in neumestna ter jemlje dvorišču globino.
Ko je v 18. stoletju Ljubljana doživela svoj baročni vrhunec, je Mestna hiša dobila Narcisov vodnjak, ki so ga namestili v arkadni hodnik jugovzhodnega vogala stavbe. Mladi Narcis, sin rečnega boga Kefisa, se je ob pogledu na svoj obraz, ki se je zrcalil na vodni gladini, zaljubil sam vase. Gre za zgodnje delo enega največjih baročnih umetnikov pri nas, Francesca Robbe.
Leta 1717 so stavbo poznogotskega Rotovža – Mestne hiše v celoti podrli in pričeli z novo gradnjo. Vzrok za ta poseg je bilo poročilo župana, da je mestna hiša v zelo slabem stanju in smrtno nevarna. Sklenili so jo popraviti in zgraditi nov pročelni trakt. Pri rušenju stare stavbe so bili zaposleni žitni mešetarji, mrčuni za sol in stolonoše, dvakrat tedensko so pomagali tudi Trnovčani in s tem »odslužili« ročno tlako. Načrtov za novo stavbo še niso imeli, a so mestni tesarji kljub temu pripravljali hrastov les za ogrodja, kapucini pa so poskrbeli za pet relikvij, ki so jih nameravali v pločevinastih škatlah vzidati v temelje nove mestne stavbe.
Prvi načrt za stavbo je napravil Carlo Martinuzzi in bil za trud poplačan, vendar so ga med gradnjo odslovili. Potem je naročilo za obnovitev Rotovža – Mestne hiše, verjetno so mu botrovali operozi, prevzel domačin Gregor Maček, rojen na Studencu pri Ljubljani. Pri tem niso porušili dotedanjih arkad na dvorišču, kakor tudi ne stavbe pod Gradom, temveč napravili novo povezavo po arkadah v drugem nadstropju. Dvonadstropno pročelje, sloneče na štirih slopih, se je nekoliko umaknilo s trga.
Delo Gregorja Mačka, začetnika ljubljanske »šole« in mojstra izjemnega italijanskega prijema, v letih 1717-1718 predstavlja sintezo udomačene arhitekture 17. stoletja, lokalnih stavbnih šol ljubljanskega zaledja in umetnosti Italijanov, pri čemer je mogoče opaziti že jasen naslon na principe avstrijske baročne arhitekture. Mojster je moral poznati iz Vicenze znane oblike oken s pergolami, zelo blizu je palladijevski motiv balkonske partije, na italijanski sever spominja tudi monumentalni, s prstani grajeni portal. Stavba je pomembna predvsem po svoji masivni fasadi, ki je izredno kvaliteten in prepričljiv dokument zrelega baročnega sloga. Prinesla je izrazit baročni ritem, česar ni opaziti na nobeni italijanski arhitekturi te dobe v mestu. Prvič je bilo jasno izoblikovano prvo nadstropje, katerega okna so podaljšana z motivom plastičnih, a slepih balustrad. Vertikalna os je dobila plastičen poudarek v palladijevskem balkonu. Motiv odprte fasadne lope je Maček prevzel od starega Rotovža, tradicija pa je narekovala tudi postavitev lahkotnega peterokotnega stolpiča. Kompozicija celote je tipično baročna: masivno in strogo razčlenjeno fasado omehča njej podrejen stolpič z razgibano čebulasto streho, podobno oni na križevniški cerkvi. Arkadno dvorišče, opremljeno s sgraffitno dekoracijo, ne predstavlja novosti v arhitekturi Ljubljane, saj je le nadaljevanje tradicije prejšnjega stoletja in je bilo, kot kaže, predvideno v stavbnem programu že pred Gregorjem Mačkom. Mojster je verjetno izvedel tudi stopnišče, kjer se značilno mešajo stenski in stebrni elementi, pač karakteristično za čas, ko plastični stebri izgubljajo v vodilni smeri izključno pravico. Za obe dvorani, pokriti sta bili z zrcalnim obokom, ni mogoče reči nič določenega, saj ne poznamo detajlne razčlembe. Obenem s propadanjem starih sistemov mestne avtonomije in njenih organov je v dobi absolutizma propadal tudi Rotovž. Podrejali so ga tekočim funkcionalnim potrebam in ga zato večkrat prezidavali. Pri teh prezidavah po letu 1788 sta največ trpeli dvorana skupščine meščanov in gledališka dvorana, pa tudi stebrišče in arkade, iz katerih so s postavljanjem zidov napravili večinoma vlažne sobe. Odstranili so tudi balkon, ki je bil postavljen nazaj šele v secesijski dobi. Z uveljavitvijo kazenskega zakona leta 1803 so v naslednjih letih vse dvoriščne prostore prvega nadstropja prezidali v zapore.
Sejna dvorana Mestne hiše je bila preurejen še pred pojavom secesije. Detajlne načrte je po Theyerjevem projektu leta 1987 izdelal mestni inženir Jan Duffe. Dvorano so dvignili za eno nadstropje in v nadstropju ponovno postavili balkon. Večino del , razen štukatur, so izvršili domači obrtniki. Opremili so jo s slikami Slovenija se klanja Ljubljani Ivane Kobilce in Pogled na Ljubljano Ivana Vavpotiča. Fasada pa je dobila kamnit balkon po vzoru prejšnjega, ki so ga morali na zahtevo oblasti odstraniti. Razno baročno okrasje, kot zmaji na žlebovju, grb na fasadi in orel na stolpiču so bili sčasoma odstranjeni, nekdaj bogato okrašena ura, izdelana leta 1718, pa je v novejšem času dobila sedanjo pusto obliko. Namembnost prvega nadstropja – za mestni svet se ni spremenila. V novozgrajeno drugo nadstropje so se vselile pisarne. Notranjščino mestne posvetovalnice in prostora pred njo je župan Hribar dal popolnoma predelati v secesijskem slogu, tako da so porušili vmesni strop in napravili eno dvorano iz obeh nadstropij.
Adaptacije v Mestni hiši leta 1925 in predvsem tiste v letih 1928 do 1931 so predstavljale konservatorski poseg, pri čemer je zamenjava stebrov v pritličju veže vendarle preveč odstopila od prvotnega stanja. Sadovi zadnjih adaptacij, temelječih na pomanjkljivo zbrani dokumentaciji o prejšnjem stanju, so novo, obnovljeno leseno stopnišče in leseni deli pri deloma na novo napravljenih prehodih ter osveženi in na novo napravljeni sgraffiti. Ob Sternenovi restavraciji leta 1931 so bili namreč sgraffiti preneseni tudi na ploskve oziroma dele, kjer jih prvotno ni bilo – na pozneje dozidani hodnik. Na severnem zidu pod arkadami so ob sondažah na zidovih odkrili sledove prvotnega stopnišča med pritličjem in prvim nadstropjem. Tem sporočilom je Sergij Vilfan leta 1960 dodal še, da ostrešje nosijo neposredno na zid položene lege brez kakršnekoli druge nosilne konstrukcije.
Na stopnice Mestne hiše so leta 1931 postavili spomenik kralju Petru I. Izdelal ga je kipar Lojze Dolinar. Vendar tam ni dolgo ostal, saj so ga med okupacijo odstranili Italijani.
