舊辦公大樓原是「臺灣總督府工業研究所」，屬於市定古蹟。於日治時代晚期所興建，磚牆建造、木造屋頂，也規劃了中央配電系統與電話系統，機房就設立在建築物正中央。

因最初規劃以實驗室需求為重，處處可見日本人細心設計。建築物內部，各房間門板留有百葉窗作為透氣設施，上方窗戶為亮面玻璃，下方則為霧面毛玻璃，使採光引入的同時，亦能保有隱密性。考量到實驗需要用水，牆壁採吸水力強的白灰牆，並設有防水措施，例如：能防止拖地時地面液體潑至牆面的「踢腳」，也可以保護牆體的灰泥結構。

為了不讓日照強弱與時間長短變化，影響實驗室照明，窗戶開成側面45度凹凸窗形式，以人工光源作為主要照明方式，也形成獨特的建築外觀；考量到實驗時可能產生有毒氣體，窗戶下方也特別增設通氣孔與風扇，以強制排氣；從外觀還可觀察到長短排列的管柱，長管柱直通平面屋頂，排放屋頂積水，短管柱排放二樓實驗室廢水。

成立於戰爭時期的工業研究所，肩負兩項任務，一為軍需物資生產研究，二為軍需資源調查活動，前者與臺灣關係最密切，為了解決戰爭可能引發物資匱乏問題，必須使用臺灣原料，以化學實驗研發出能縮短醬油或味噌等軍需物資釀造時間的方法。如今國人家庭料理常用的工研醋，該品牌開創者就曾向工業研究所學習釀造技術。

空軍總部進駐後，運用一樓為長官辦公室，二樓為兵棋推演、戰技擬定的空間。兵棋推演室於空間內加蓋一層夾層，在電腦科技尚未如此發達以前，軍官僅能以飛機模型和大比例的臺灣模型，模擬一旦中共襲臺，我國空軍該如何因應；樓下阿兵哥認真操作模型，樓上長官嚴肅觀看討論，周圍門窗都會封閉，因為這可是國家最高機密。