Em 1971, o TSE foi instalado, pela primeira vez, em edifício idealizado e construído especialmente para sediá-lo. A edificação foi projetada por um dos mais importantes arquitetos brasileiros, Nauro Jorge Esteves (1923-2007), figura chave da equipe reunida por Oscar Niemeyer (1907-2012) para o desenvolvimento do projeto e para a execução das obras da nova capital. Assim como aconteceu na instalação da sede anterior, localizada no conjunto da Esplanada dos Ministérios, o novo edifício do TSE integrou o conjunto arquitetônico da Praça dos Tribunais Superiores, projetada por Esteves em meados da década de 60, seguindo as mesmas linhas modernistas da capital, para também sediar o Tribunal Federal de Recursos (atual STJ), o Superior Tribunal Militar, o Tribunal Superior do Trabalho e lojas comerciais, que não foram implantadas.

A edificação, construída em três pavimentos de planta livre, é sustentada em dois grandes pilares – solução complexa de cálculo estrutural atribuída ao engenheiro-arquiteto Ernesto Guilherme Walter para a arquitetura do amplo espaço externo do térreo, sob vigas suspensas de mais de 14 metros, à época um dos maiores vãos de concreto armado em balanço da América Latina.