W latach 1781–1787 gmach Trybunału został przebudowany do współczesnego wyglądu według projektu Dominika Merliniego, to jest nadwornego architekta Stanisława Augusta Poniatowskiego. Nadano mu wówczas klasycystyczny wygląd, budynek został rozbudowany i niemal dwukrotnie poszerzony. Wykończono także drugie piętro z przeznaczeniem dla sądów ziemskich, natomiast pozostałe wnętrza pozostawiono bez zmian. Całość zewnętrznych ścian Trybunału zdobią klasycystyczne pilastry, w tympanonie umieszczono relief przedstawiający symbol sprawiedliwości.
Charakterystyczna płaskorzeźba znajduje się na górze elewacji zewnętrznej. W tarczy, która znajduje się pośrodku tej płaskorzeźby są przedstawione dwa herby. Jednym z nich jest Orzeł będący symbolem Polski, drugim jest Pogoń – symbol Litwy. Nad herbem jest korona królów Polski zwieńczona krzyżem. Po obu zaś stronach herbu znajdują się postacie siedzących kobiet. Jedna z nich w ręku trzyma miecz, a druga wagę – symbole sprawiedliwości. U nóg jednej z nich leży lew. W 1977 roku płaskorzeźba została zrekonstruowana.
W Trybunale w czasach Stanisława Augusta mieściła się pracownia artystyczna królewskiego malarza Marcello Bacciarellego, czyli tzw. Bacciarellówka.