Im Jahre 1580 wurden während eines verheerenden Stadtbrandes in Bad Gandersheim weite Teile der Altstadt vollständig zerstört. Auch das damals neu gebaute Rathaus fiel den Flammen zum Opfer. Danach baute man das Ratsgebäude mitten in der Stadt unter Einbezug des Kirchenschiffs der ausgebrannten Marktkirche im Stil der Weserrenaissance neu auf. Den Westturm der Kirche wählte man dabei als Bezugspunkt, nach Osten schloss sich die ehemalige Kirche an, nach Westen erweiterte man den Bau in nahezu gleicher Länge, so dass sich das Rathaus heute als ein zweigeschossiger Querbau mit mittigem, erhöhtem Turm zeigt.
Die an der Ost- und Südfassade angebrachten, farbenreich gefassten Renaissance-Erker verweisen auf die Bedeutung des Bauwerks. Die Nordfassade bildet die Hauptfassade, der Zugang erfolgt über die Eingangsportale im Obergeschoss, die durch eine steinerne Treppe erschlossen sind. Von der Innenausstattung erhalten sind die verzierten, geschnitzten Unterzüge mit Wandvorlagen im Westbau. Im dortigen Ratskeller findet sich noch ein auf 1588 datierter Kamin, der vermutlich vormals im Obergeschoss gestanden hat. Der Bau des späten 16. Jahrhunderts ist bis heute nahezu unverändert erhalten geblieben, leichte Veränderungen erfolgten im 18./19. Jahrhundert durch die Erneuerung der Dachwerke und in den 1980er Jahren durch die Neukonzeption des Heimatmuseums im Turm und im Dachgeschoss, wozu ein neues Zugangsportal auf der Nordseite des Turmes in historisierenden Formen geschaffen wurde.
Es finden sich Schäden durch Setzungen im Baugrund, Feuchtebelastung durch den Straßenverkehr, Streusalze und Witterungseinflüsse. Als erstes werden nun die West- und Nordfassade saniert. Das Schadensbild zeigt sehr deutlich, dass die Sanierung der 1970er Jahre nicht objektgerecht erfolgt ist. Vor allem der an manchen Stellen bis zu 7 Zentimeter dick aufgetragene Zementputz muss wieder heruntergenommen werden, um an die darunterliegenden schadhaften Fugen zu gelangen und diese zu sanieren.
Das Rathaus gehört nunmehr zu den über 320 Projekten, die die private Denkmalstiftung dank Spenden und Mittel der GlücksSpirale, der Rentenlotterie von Lotto, allein in Niedersachsen fördern konnte.