این تالار كه ۵/۱۲ متر عرض و ۲۶ متر طول دارد، با استفاده از قلوه سنگ و ملات گچ ساخته شده است. یوسف مرادی ، سرپرست كاوش های باستان شناسی قصرشیرین در این مورد به میراث خبر گفت: شواهد باستان شناسی نشان می دهد تالار یك طاق آجری داشته، همچنین آجرهایی با ابعاد بزرگ، سقف تالار را پوشش می دادند.

به گفته مرادی اطراف این تالار رواق های مختلفی وجود دارد. این رواق های ستون دار برخی سنگی و برخی آجری هستند و با گچ بری های مختلف تزئین شده بودند به طوری كه امروزه بقایای این گچ بری دیده می شود.

كاوش های باستانشناسی در این منطقه تاریخی با هدف شناسایی معماری و مختصات واقعی این كاخ آغاز شده است. كاخ خسرو در حاشیه شمالی شهر كنونی قصر شیرین و در نزدیكی آتشكده چهار قایی قرار گرفته و ۳۰۰ متر طول و۱۰۰ متر عرض دارد.