El Palacio de Justicia se encuentra en el distrito de Montbenon, en el centro de Lausana. Está situado en la cima de una colina con amplias vistas al lago Lemán y a los Alpes de Saboya, rodeado de los jardines florales que conforman la explanada de Montbenon, de los más emblemáticos de la ciudad.^[4]​ Esta ubicación fue elegida minuciosamente debido a su destino original como el edificio judicial más importante del país (lo cual fue desde su inauguración hasta la década de 1920, cuando el Tribunal Supremo se trasladó al parque de Mon Repos, también en el cantón de Vaud).

En 1848, con el establecimiento del Estado federal suizo, surgió la necesidad de una autoridad judicial suprema para la nueva república, decretando su instauración ese mismo año. Si bien tardarían tres décadas hasta que dicha institución quedaría enteramente independiente del Gobierno, después de que la nueva constitución del 29 de mayo de 1874 lo declarara permanente, estableciendo su sede en Lausana, en un terreno cedido por la ciudad. La construcción del edificio tuvo lugar entre 1881 y 1886, de la mano del también valdense arquitecto Benjamin Recordon (llegando a considerarse su magnum opus).^[3]​

En un principio, las obras de construcción, como muchos otros proyectos de ese año, sufrieron las consecuencias de un verano muy lluvioso (y un otoño peor), que causaron retrasos y replanteamientos.^[5]​ Reanudándose los trabajos en marzo de 1882, estos se vieron de nuevo interrumpidos en noviembre de ese año debido a las condiciones meteorológicas. Otro problema surgió por la topografía del lugar: Debido a la naturaleza del suelo, hubo que reajustar los planos y las obras, ya que —si bien, el ala este y la mayor parte del centro se pudieron cimentar siguiendo los planes originales— se encontró bajo el ala oeste una depresión en la morrena que conforma la colina de Montbenon.^[5]​

En total se usaron para la construcción del palacete unos 5000 metros cúbicos de piedra dura recortada para la mampostería, 1800 piedras de molasa de Berna y de producción local, y 55 toneladas de hierro laminado, entre otros materiales.^[5]​

La arquitectura del edificio se caracteriza por un estilo ornamental neorrenacentista francés.^[4]​ Consta de una amplia sección central flanqueada por dos alas rematadas con avant-corps típicos del barroco francés (integrado en el neorrenacentismo). Grandes columnas refuerzan el tono enfático, que continúa hasta el vestíbulo interior, diseñado en torno a ocho columnas de mármol rojo de Verona, importadas desde Vevey. El mármol usado en los exteriores del edificio presenta un efecto contraste a la dominancia de la molasa, destinado a romper la uniformidad generada por el uso excesivo de esta.^[5]​

La construcción de la fachada principal se realizó con quince tipos diferentes de piedra procedentes de toda Suiza, simbolizando así el significado nacional de la institución.^{[nota 1]}​ Está decorada con pinturas y coronada en dirección sur por tres grupos escultóricos alegóricos, uno en el centro y dos a ambos lados. El grupo céntrico está compuesto por tres figuras femeninas que representan a Helvetia, la Fuerza y la Ley; salvo la Helvetia que está en pie en el medio, las dos otras están sentadas.^[5]​ Las figuras laterales, más pequeñas, consisten cada una en dos niños apoyados en un obelisco. El conjunto de figuras está realizado en piedra importada de Chauvigny, considerada ideal para este tipo de obras. A su vez, el amplio pórtico columnado está flanqueado por dos grandes leones de mármol de Carrara, esculpidos por Charles Iguel (autor de los antiguos bajorrelieves a la entrada del cantón de Friburgo).^[3]​^[6]​

También el parque que rodea el edificio cuenta con numerosos monumentos introducidos a lo largo de los años, que simbolizan el patriotismo nacional y local. Entre ellos se incluyen estelas, bustos, estatuas y una capilla, rindiendo homenaje, entre otros, a personajes como Alexandre Vinet y Guillermo Tell.^[4]​ Algunas de las estatuas fueron cedidas por el Louvre y otras traídas desde la Ópera de París, obra de Jean-Baptiste Carpeaux. Otros elementos incluyen las figuras de un magistrado y dos grifos, realizados en cerámica, obra de Villeroy & Boch.^[5]​

En el interior destaca una escalinata hecha de roca de Bellevoye (del Jura francés) de tono cálido pero tenue,^[5]​ decorada con gran detalle, obra de Paul Robert y Clément Heaton, así como las obras del artista friburgués Marcel Chollet que adornan la sala principal del tribunal. Los frescos, creados originalmente por Ernest Biéler para la capilla de Tell, se trasladaron al salón principal en 1980 para su conservación.^[3]​ El vestíbulo, con sus azulejos blancos y negros, está enmarcado en un zócalo realizado en mármol rojo, que forma un banco que cubre sus cuatro lados. Fue diseñado para conferir serenidad, en una transición entre la arquitectura exterior y el diseño más decorativo del interior. Esta relativa discreción se transmitió también al techo, diseñado como reflejo un tanto apagado de los tonos vivos del parqué.^[5]​