Bajo la presidencia del marqués de Barzanallana se llevaron a cabo importantes obras en el Palacio del Senado, debido al estado bastante deteriorado en el que se encontraba. Se llevó a cabo una completa reestructuración de los espacios del Palacio con el fin de dotarlo de mayor comodidad y decoro. A tal fin, en 1877 el arquitecto Agustín Ortiz de Villajos diseñó el Salón de Conferencias en consonancia con el estilo neoclásico del Palacio. Se construyó en uno de los dos patios interiores que tuvo el antiguo convento agustino como un espacio donde los senadores pudiesen pasar sus momentos de descanso conversando en pequeños grupos.

El espacio delimitado por el salón se cerró con una bóveda con arranque de medio punto y abierta al exterior por dos lucernarios. A su vez, Ortiz de Villajos dispuso un conjunto de 24 pilastras con capiteles de orden corintio a lo largo del salón y a los lados de cada entrada del mismo se abrieron cuatro hornacinas rematadas con arcos de medio punto.

La decoración del Salón de Conferencias sigue el proyecto de ornamentación del Palacio del Senado impulsado por el marqués de Barzanallana, con obras artísticas (cuadros y esculturas) que representan grandes personajes y episodios de la historia de España. Para ornamentar sus paredes se encargaron cuatro cuadros con grandes momentos de nuestra historia: La rendición de Granada, La conversión de Recaredo, Entrada de Roger de Flor en Constantinopla y Combate naval de Lepanto. Este último, por diversos motivos y tras las críticas de, entre otros, Emilia Pardo Bazán y del gran pintor y senador Federico de Madrazo, fue sustituido años más tarde por Jura de la Constitución por S.M. la reina regente doña María Cristina.

En las hornacinas se colocaron las esculturas en mármol del cardenal Cisneros, Cristóbal Colón, Hernán Cortés y don Juan de Austria, y en el centro del salón se colocó una mesa de estilo Luis XIV de madera tallada y dorada con tablero de mármol con los escudos de León y Castilla.

Además de las reuniones y tertulias que mantenían los senadores en el salón, éste ha servido también para acoger capillas ardientes, como las de José López Domínguez y Fernando Herrero Tejedor. En la actualidad el Salón de Conferencias se utiliza para la celebración de diversos tipos de actos y ruedas de prensa, constituyendo uno de los espacios más emblemáticos del Palacio.