El edificio de ampliación del Senado fue inaugurado en 1991 y es obra del arquitecto-conservador Salvador Gayarre y de los arquitectos José Ramos y Antonio García Vereda.

En 1987 se planteó una ampliación de las instalaciones del Palacio Histórico para responder a las nuevas necesidades de representación territorial. El nuevo edificio se situó en un espacio comprendido entre la calle del Reloj, calle del Río y calle de Bailén, en un entorno de primer orden presidido por el Palacio Real y los Jardines de Sabatini. En el pasado este solar estuvo ocupado por un cuartel militar, conocido por el nombre de Cuartel de la Calle del Reloj, porque precisamente sus instalaciones se abrían hacia esta calle.

Salvador Gayarre contaba con este espacio para levantar el nuevo edificio, pero su proyecto de fachada estuvo condicionado por el paso a nivel que existía en la calle de Bailén en aquel momento. No se podía considerar la mencionada calle como un espacio de tránsito (como ocurre hoy) y la fachada de la nueva construcción no podía constituirse como una fachada continua.

Destaca esta fachada en su conjunto por su fragmentación, en la que cada cuerpo geométrico se identifica con una parte del edificio que a su vez tiene unos determinados usos. La edificación más destacada de toda la fachada es la del Hemiciclo.

Se trata de una arquitectura de definido volumen que se muestra como un cuerpo semicilíndrico. En su interior se encuentra el Salón de Sesiones donde los senadores se reúnen para desarrollar sus funciones constitucionales. Es la fachada más representativa del moderno Senado. Presenta en su zona superior una columnata de pilares de sección cilíndrica sobre un zócalo y se corresponde en el interior con una sala acristalada, situada en la parte alta del Hemiciclo, desde la que se obtiene una espectacular imagen del Palacio Real.

El edificio destinado a oficinas y salas de reunión adopta una forma rectangular y la fachada se aligera con una sucesión de sencillos vanos que dan luz a los espacios interiores.

Esta sencillez de las formas arquitectónicas se complementa con el empleo de placas de granito gris y rosa que recubren, a modo de bandas, los paramentos exteriores de la edificación.