A construção seguiu a direção do engenheiro Nicodemos de Macedo, planta assinada pelo arquiteto italiano Luigi Dorça e execução a cargo de Miguel Laterza, também italiano. A capacidade era para 80 presos divididos em quatro dormitórios. A frente é voltada à praça Manoel Terra e ao Mercado Municipal; enquanto as laterais se voltam às ruas do Carmo e Madre Maria José. A estrutura física se destaca com paredes de 60 centímetros de largura e colunas imponentes. Paredes de alvenaria e pedra tapiocanga, também usada no muro que delimitava o terreno na parte frontal. À direita funcionavam oficinas de alfaiataria e sapataria; à esquerda ficava a delegacia, com acomodações para presos e “praças” que vigiavam o presídio. No pavimento térreo, estava localizada a portaria (entrada).

O prédio da penitenciária de Uberaba foi projetado de acordo com esquemas de disciplinamento, controle e dominação em voga para os presidiários. No pátio interno, a luz penetrava de forma intensa e as paredes grossas serviriam de refúgio contra fugas. Esses princípios estão diretamente relacionados com a arquitetura denominada panóptica (ver sem ser visto), origem de sofisticados sistemas de vigilância. Seu percussor foi Jeremy Bentham, jurista e escritor que propôs, em 1787, The Panopticon (o panóptico): construção baseada no princípio da vigilância generalizada e da rigorosa disposição dos espaços físicos. Tratava-se de um princípio da arquitetura, e não somente do sistema prisional em si. Dessas acepções pode-se inferir que a adaptação do prédio prisional para funcionamento de uma instituição educacional exigia poucas alterações, visto que numerosas escolas projetadas no país nas primeiras décadas do século XX seguiram os princípios daquela arquitetura. Firmou-se consenso de que os estudantes também deveriam permanecer sob constante vigilância.

Em 27 de julho de 1953, o Legislativo do Estado de Minas Gerais aprovou a doação do prédio da antiga Penitenciária, feita pelo então governador Juscelino Kubitschek de Oliveira, à recém-fundada Sociedade Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro para que se instalasse a Faculdade de Medicina do Triângulo Mineiro – FMTM. Dentre os argumentos pró-doação estavam a localização central, a proximidade com a Santa Casa de Misericórdia (onde seriam realizadas as aulas práticas), a estrutura e a beleza arquitetônica do prédio. Assim, teve origem a frase que teria sido pronunciada pelo governador: “Ainda transformarei esta cadeia numa grande Faculdade de Medicina”. Ocupado pela FMTM desde 1954, foram necessárias obras de adaptação — de penitenciária para instituição de ensino —, que se estenderam até 1959, e que foram realizadas inclusive por uma comissão constituída por professores e estudantes, liderados pelo professor Mauritano Rodrigues Ferreira e pelo Centro Acadêmico Gaspar Viana, que carinhosamente denominou o movimento de Operação Med. Na parte da entrada central foi acrescido um pórtico ao prédio com as escadarias que o rodeiam pelos três lados. No alto, em relevo, foi colocado o “Bastão de Esculápio” – símbolo da medicina.