Впервые отдельные цирковые номера демонстрировались в Новониколаевске (с 1926 Новосибирск) в начале 20 в. в балаганах на народных гуляньях. С 1910 работали антрепризы В. Камухина, А. Коромыслова, Ф. Изако, Э. Стрепетова, В. Янишевского, которые давали представления в деревянных зданиях. Значительное место в программах отводилось состязаниям борцов; выступали ведущие артисты цирка - Сосины, Бим-Бом, А. Дуров, В. Лазаренко. В середине 20-х гг. в Новосибирске действовал летний цирк-шапито (директор Г. Бунин).

Цирк как здание нового типа проектировался в московском институте Гипротеатр архитекторами С. Гелфер и Г. Наприенко, конструктором В. Корниловым. Новизна сооружения в объёмно-планировочной композиции заключалась в возможности многофункционального его использования: как цирка, киноконцертного зала, зала массовых собраний, спортивных демонстраций, устройства выставок. Стационарная широкоформатная киноустановка могла сопровождать цирковые представления демонстрацией соответствующих кинолент.

Манеж в цирке смещён в сторону выхода артистов. Это позволило увеличить до 75 процентов число мест прямой видимости, что отличало здание от традиционной их планировки. Продумана и новая схема заполнения зала зрителями и их эвакуации. Вместимость зала — 2300 мест. Он заполняется через три широких прохода первого этажа и шесть входов из фойе второго. Здесь устроен кольцевой обход на уровне второго этажа, связанный со входами из фойе и эстрадой-сценой. Помимо удобного распределения зрителей по местам это расширило его постановочные возможности.

Вместо традиционного купола покрытие цирка состоит из оболочки — гиперболического параболоида. Оно сконструировано в виде перекрёстных вант, на которых смонтированы железобетонные плиты заводского изготовления, составляющие совместно с вантами тонкостенную, железобетонную оболочку (гипар). Покрытие ниспадает, переходя в «усечённую, опрокинутую, конусообразную поверхность», которая, начинаясь от козырька, «пронизывает стеклоограждения» фойе, продолжается в потолке фойе и переходит в амфитеатр со смещённым манежем, что, по мнению некоторых специалистов, «рождало новую композицию», отличную от традиционных.

Интерьеры цирка разрешены более интересно. Сплошное остекление (ограждение) помещений вестибюля, фойе, кулуаров способствует визуальному объединению их с наружными пространствами. Городское средовое окружение вводится в интерьеры вестибюля и фойе, имеющих переменные высоты, выражающие их подчинённое значение по отношению к зрительному залу (галерейный тип помещений). Но в зале несколько неожиданно обозревается слегка вспарушенный подвесной потолок, как будто он находится под куполом, а не под гипаром, опорное кольцо которого имеет разные высотные отметки. В этом вскрывается противоречие принятой формы покрытия сооружения, которое могло быть всё же купольным и более правдивым по своему формообразованию. Проект Новосибирского цирка повторно был применен в Уфе, Куйбышеве, Донецке, Кривом Роге, Перми, Воронеже, Ворошиловграде, Харькове, Брянске, Череповце.

11 февраля 1971 г. празднично засияли огни нового цирка. Его строительством начиналась реконструкция старейшего района города — Железнодорожного, вдоль улицы Челюскинцев. Сама улица расширялась и благоустраивалась. На ней строился Дворец культуры железнодорожников.

Также интересно планировочное решение. Гениальная мысль советских градостроителей расположила здание цирка на одной линии с Вознесенским кафедральным собором, до конца 80-х годов единственным функционирующим православным храмом в городе.