Η ανάγκη για τη δημιουργία ενός Οφθαλμιατρείου στην Αθήνα της Οθωνικής περιόδου οδήγησε το 1847, στο να τεθεί ο θεμέλιος λίθος στο οικόπεδο της συμβολής των οδών Πανεπιστημίου και Σίνα.

Τα σχέδια του Δανού αρχιτέκτονα Θεόφιλου Χάνσεν προέβλεπαν ένα ισόγειο νεοκλασικό κτίριο. Όμως μετά από 3 χρόνια, οι εργασίες διακόπηκαν λόγω έλλειψης χρηματοδότησης. Όταν ήρθε η ώρα να συνεχιστεί, ο Λύσανδρος Καυταντζόγλου πρόσθεσε την προεξοχή της κυρίας εισόδου και ακολούθησε έναν μάλλον βυζαντινό ρυθμό.

Το έργο παραδόθηκε στην πόλη το 1855, ενώ στα τέλη της δεκαετίας του 1860 προστέθηκε άλλος ένας όροφος σε σχέδια του στρατιωτικού μηχανικού Γεράσιμου Μεταξά. Αργότερα έγιναν και άλλες προσθήκες, όπως ένα υπερώο στο δώμα και το βοηθητικό κτίριο των εξωτερικών ιατρείων (σε σχέδια του αρχιτέκτονα Αριστείδη Μπαλάνου).

Αυτό που προκαλεί την προσοχή του περαστικού είναι η αντίθεση στο ύφος του κτιρίου του Οφθαλμιατρείου με αυτό της «Αθηναϊκής τριλογίας» του νεοκλασικισμού την οποία αντικρίζει αμέσως μετά.