La costruzione dell'Ospedale, finanziata dal duca Gian Galeazzo Serbelloni, è affidata all'architetto Giacomo Moraglia che inizia la progettazione nel 1844 seguendo precise indicazioni sanitarie. Tre corpi di fabbrica paralleli raccordati da un corpo longitudinale costituiscono la rigida simmetria dei fabbricati. Lo snodo centrale è coperto da una cupola con lanterna in vetro, sotto cui era l'altare ben visibile dalle due corsie illuminate da finestroni posti in alto per evitare correnti d'aria.
Al centro della facciata, il grande portale dà accesso ad un vestibolo illuminato da un oculo ellittico e collegato ai due cortili laterali e alle scale. All'estremità est della facciata è posta la cappella dedicata a San Giuseppe. Il cromatismo dell'edificio viene risolto mediante l'utilizzo dei materiali: granito rosa e bianco, pietra arenaria, ceppo dell'Adda, beola, cotto. L'Ospedale verrà ultimato solo nel 1860 grazie al contributo di altri ingenti lasciti.