Грязелечебницу соорудили по проекту архитектора Е. Шретера. Здание является памятником архитектуры.

Центральный вход в здание оформлен классическим порталом с колоннами ионического ордера и скульптурами античных богов врачевания и здоровья – Эскулапа и Гигейи. Все это дополняется заглубленным двориком и полукруглой подъездной дорогой, "охраняемой" мощными скульптурами львов.

Фасадные стены грязелечебницы украшены барельефами соответствующей назначению здания тематики. Внутри также много украшений, скульптур мифологического характера. Здесь громадные колонны, высокие потолки, обилие света и воздуха. Центральный зал освещен световым фонарем. Своим убранством и планировкой он напоминает древний зал - атрий.

В 1912 г. началась подвозка строительного материала из Аликоновского ущелья, а в следующем году заложили здание грязелечебницы. Торжественное открытие состоялось летом 1915 г. в разгар мировой войны. Первыми пациентами лечебницы стали раненые, прибывшие в лазареты и разместившиеся в гостиницах, пансионатах.

Грязелечебница пострадала во время деникинской оккупации. После освобождения Ессентуков Красной Армией приступили к восстановлению здания, в июне 1923 г. грязелечебница вновь начала действовать. Грязелечебнице присвоено имя Н.А. Семашко, наркома здравоохранения, помогавшего ее восстановить.