主楼,即中心教学楼,位于学校南侧中部,津河北岸,是南开大学的标志性建筑之一。1959年8月开工兴建,建筑面积18202平方米,东西横踞151米,顶高55米,是天津市当时最高的建筑。1976年地震严重受损,后经整修,今主要为教室及少量教学管理用房。大楼气势雄伟庄重,线条朴素明快,沿中轴对称,是典型的前苏联式建筑。楼的北侧附有小礼堂,可容400人集会。