Будівельні роботи здійснив київський підрядчик Л.Гінзбург, обладнання для парового опалення і вентиляції виконала берлінська фірма «Давид Грове». Призначалися для проведення практичних занять, наукових дослідів і експериментів в інженерній галузі, а також для розміщення котельні, що опалювала головний корпус, та електричної станції для забезпечення освітленням усього комплексу інституту.
Згідно з функціональним призначенням майстерні складалися з чотирьох спеціалізованих корпусів, розташованих навколо подвір'я: головного двоповерхового з одноповерховими крилами, в якому містилися лабораторії, кабінети та квартира для професора (другий поверх); східного одноповерхового, зайнятого механічним (інструментальним) цехом-майстернею; західного, одно-, двоповерхового з приміщеннями котельні й електричної станції; південного одноповерхового з напівпідвалами корпусу ливарні. Перед фасадом західного корпусу містилися цегляний димар (розібраний 1976) і дві градирні (на збереглися). Об'єм усіх будівель складав 2068,5 куб. сажнів (20038,5 куб. м), заг. пл. — 741 кв. сажнів (3335 кв. м).
Під час 1-ї світової війни використовувалися для потреб оборони. У серпні 1915 при майстернях відкрили авіаційно-автомобільний відділ для ремонту військових автомобілів, прожекторів, аеропланів. 16 вересня 1916 підписано акт прийому будівлі для його майстерень, споруджених біля корпусу механічних майстерень інституту. 1919 розширено приміщення електростанції, для якої за проектом арх. В. Обремського зведено наріжну південно-західну одноповерхову прибудову (розібрана після пожежі у 1970-х рр.). Згодом до західного фасаду добудовано перпендикулярний двоповерховий об'єм, закладено прохід між західним корпусом і ливарнею. В 1930—1956 приміщення використовував завод ім. І. Лепсе, для потреб якого у передвоєнний час споруджено ковальський цех всередині внутрішнього подвір'я, здійснено надбудову чолового корпусу на один поверх.

Первісні корпуси цегляні, у плані прямокутні, розміщені навколо внутрішнього подвір'я, відкритого з південно-східного боку. В оформленні їхніх фасадів використано архітектурні деталі, властиві для інших будинків інституту — прямокутні й великі лучкові прорізи, розділені міжвіконними лопатками, чарункові карнизи, щипці та аттики.
Головний корпус триповерховий з підвалами. Його первісний об'єм з центральною двоповерховою частиною і одноповерховими крилами виділяється на фасадах лінією старого карниза. Перекриття пласкі. Внутрішнє планування змінене внаслідок реконструкцій. По осі фасаду розташовано вестибуль, у бічних стінах якого влаштовано ніші з погруддями видатних вчених — творців провідних наукових шкіл.
Найкраще зберігся призначений для механічного цеху східний одноповерховий корпус. Являє собою велику залу (33,6 х 19,3 м), перекриту фермами у формі прямокутних трикутників, опертих на два ряди внутрішніх металевих ґратчастих опор. Ферми утворюють зубчастий дах (т. зв. шедовий) з вертикальними смугами освітлення. Формі даху відповідають оригінальні фасадні аттики у вигляді шеренги прямокутних трикутників.
Одно-, двоповерховий західний корпус значно змінено внаслідок пізніших перебудов. Складається з кількох послідовно розташованих приміщень під спільним двосхилим дахом. Має глибокі підвали, по яким проходив паропровідний тунель від котельні до головного навчального корпусу. На подвір'ї до фасаду прилягає залізна труба турбінної лабораторії теплотехнічного факультету.
Південний одноповерховий корпус ливарні на високому напівповерсі перекрито двосхилим дахом з ліхтарем верхнього світла, влаштованим по металевих фермах.
Комплекс майстерень — важливий елемент ансамблю КПІ, має велику історико-культурну цінність, пов'язану з розвитком вітчизняної науки й промисловості.
Тут навчалися і зробили перші кроки в науці і практичній діяльності видатні вчені, винахідники, конструктори. 1998 на фасаді чолового корпусу встановлено бронзові меморіальні дошки:
Люльці Архипу Михайловичу (1908— 1984) — конструктору авіаційних двигунів, акад. АН СРСР (з 1968), Герою Соціалістичної Праці (1957). Закінчив механічний факультет КПІ 1931, учень проф. М. Кравчука. В роки навчання у приміщенні механічної майстерні (тепер — головна зала музею) конструював і випробовував свої перші авіадвигуни. 1937 висунув і обґрунтував ідею турбокомпресорного повітряно-реактивного двигуна (ТРД), що й досі використовується у вітчизняній та світовій техніці. Розробив конструктивну схему першого в світі двоконтурного ТРД (1939—1941). З 1946 — генеральний конструктор авіаційних двигунів (пізніше — з авіаційної техніки). Під його керівництвом було створено серію вітчизняних потужних ТРД для літаків з надзвуковою швидкістю. Лауреат Державних премій СРСР 1948 й 1951. (Автори дошки: скульптори Н. Дерегус, М. Котко, арх. М. Дерегус).
Сікорському Ігорю Івановичу (1889—1972) — авіаконструктору, одному з основоположників світової авіаційної техніки. 1907—1911 навчався на механічному відділенні КПІ, брав активну участь у діяльності гуртка повітроплавання (з 1908) й утвореного на його основі Київського товариства повітроплавання (з 1909). В студентські роки спроектував і побудував свої перші літальні апарати, використовуючи з цією метою й приміщення механічних майстерень КПІ. Основна ж його авіамайстерня містилась у саду будинку Сікорських (вул. Ярославів Вал, 15), пізніше — у спеціально спорудженому ангарі на Куренівці. В період навчання в інституті побудував перші вітчизняні вертольоти, аеросани, 9 конструкцій літаків шести модифікацій. З червня 1910 на літаку власної конструкції здійснив другий в Росії (після професора КПІ О. Кудашева) політ, 29 грудня. 1911 встановив світовий рекорд швидкості з екіпажем. У 1912 його літак (С-6А) було відзначено Великою золотою медаллю на Другій міжнародній виставці повітроплавання у Москві. Того ж року, не отримавши диплома інженера, виїхав до Санкт-Петербурга, де погодився обійняти посаду головного конструктора авіаційного відділу Російсько-Балтійського вагонного заводу. Тут під керівництвом І. Сікорського 1912—1914 побудовано перші в світі багатомоторні літаки «Російський витязь», «Ілля Муромець» та ін. Після еміграції до США (1919) конструював одногвинтові й турбінні вертольоти, вертольоти-амфібії, «літаючі крани». Вважається батьком американського вертольотобудування. (Автори дошки: ск. Н. Дерегус, архітектори М. Дерегус, І. Факас).
Після 1956 корпуси займали інститутські лабораторії. До столітнього ювілею КПІ (1998) частину приміщень головного корпусу та східний корпус відремонтовано й пристосовано під Державний політехнічний музей при НТУ України «КПІ». Ковальський цех орендує майстерня художнього кування, інші приміщення використовуються як навчальні.