旧址由门房、前教学楼、礼堂、后教学楼等四栋建筑组成，坐北朝南，依次排列，前后两进院落，四周有砖砌围墙。建于1910年，翌年竣工。其建筑形式：门房11间，青砖瓦房，当中一间为门洞，过门洞有一影壁。两栋教学楼均为前廊式、两层、砖木结构，券拱式门窗，上部装饰阳光放射形窗棂，走廊外部是木廊柱和木栏杆构成。礼堂是砖木结构，呈长方形，跨度较大，屋内有立柱16根。屋顶中间凸起，上面装有天窗、人字梁、木望板， 周恩来同志于1910年秋至1913年7月，在这里渡过了少年时代的高小读书生活。12岁的周恩来是随伯父周贻庚的工作调动，从铁岭银冈书院转入沈阳“奉天东关模范两等小学校”的。他在这里经历了辛亥革命，接触了进步教师，阅读了进步书报，受到了先进思想的影响，立志为“中华之崛起”而读书。他学习成绩优异，各门功课都好，尤以作文、书法和英文最为突出。1912年10月写了一篇《东关模范学校第二周年纪念感言》，被选为甲等作文，收录在《奉天教育品展览会国文成绩》一书中。后来上海进步书局在搜集全国模范作文时，又将此文选入《学校国文成绩》一书中。他当时热爱祖国，痛恨清朝政府的腐败和帝国主义的侵略罪行。曾三次利用暑假徒步到沈阳城南魏家楼子，请何殿甲老先生领他们登烟龙山，讲述当年日俄战争时百姓惨遭浩劫情景。这时的周恩来就已成为忧国忧民的有志之士了。