Die Tonhalle wurde 1926 im Zuge der Gesolei, der „Ausstellung für Gesundheitspflege, soziale Fürsorge und Leibesübungen“ erbaut und beherbergte ursprünglich ein Planetarium.
Wie bei den anderen Bauten des Ehrenhof-Ensembles besteht auch die Fassade der Tonhalle aus Backsteinmauerwerk über einem geböschten Muschelkalk-Sockel.

Das Gebäude besteht aus einem nahezu quadratischen Sockelgeschoss, dessen Dach eine Terrasse bildet, über der sich das Obergeschoss der Tonhalle wie ein eigenständiger Rundbau erhebt.

Auf der Nordseite, zum Ehrenhof hin, ist dem Sockelgeschoss der Haupteingang als eigenständiger Gebäudeteil vorgelagert, hier ermöglicht eine Treppenanlage den Zugang zur Terrasse.
Im Innern befindet sich nördlich des Kuppelsaals das „grüne Gewölbe“, das seinen Namen von den grünen Ziegeln seiner Gurtbögen ableitet.

Kriegsschäden des zweiten Weltkrieges wurden zuerst nur notdürftig behoben, 1975 – 1978 erfolgte dann nach Plänen des Architekten Helmut Hentrich ein weitreichender Umbau zu einem Konzertsaal, bei dem bis auf die Ziegelfassade des Rundbaus, und dem „grünen Gewölbe“ alles entfernt wurde. 2005 wurde die Tonhalle erneut komplett modernisiert und gegenwärtigen Brandschutzauflagen angepasst.

Hierbei wurde auch die Akustik im Konzertsaal durch den Einbau von aufwendigen Schallumlenkkörpern verbessert.
Im großen Saal bietet die Tonhalle 1933 Sitzplätze, im Kammermusiksaal 300 Plätze.

Weitere Informationen auf baukunst-nrw zur Gesamtanlage der Gesolei:
Ehrenhof - Gesamtanlage der Gesolei

Die großen Wandmosaike von Heinrich Nauen „Der Rhein als Spiegel der Schönheit“ im nordwestlichen Eckpavillon und „Der Rhein als Träger des Lebens“ am nordöstlichen Eckpavillon entstanden 1926 zur GeSoLei und gehören zu den zentralen Kunstwerken des Ehrenhof-Ensembles.
Weitere Informationen zum künstlerischen Werk finden Sie bei Kunst und Bau in NRW:
„Der Rhein als Spiegel der Schönheit“
„Der Rhein als Träger des Lebens“