Hörsaal des Anatomischen Theaters. Aufnahme um 1890 (Aus: Denkmaltopographie Mitte, S. 73)
Die feierliche Eröffnung der Königlichen Tierarzneischule fand am 1. Juni 1790 statt. Die Bauarbeiten auf dem Gelände waren aber zu diesem Zeitpunkt noch längst nicht abgeschlossen, und auch der Hörsaal scheint noch nicht ganz fertiggestellt gewesen zu sein. So berichtete Langhans am 15. August des gleichen Jahres in einem Rapport: "Bey dem Bau der Ecole Veterinaire ist der Pavillon zum Theatre anatomico völlig fertig. Zum inneren Ausbau fehlet noch einige Tischler und Schlosser Arbeit."
Die Grisaille-Malerei (Grau in Grau) wurde von Christian Bernhard Rode (1725-1797) ausgeführt. Er war Direktor der Akademie der Künste, also ebenso wie Langhans ein anerkannter Künstler mit vielen königlichen Aufträgen. Rode malte die hölzerne Flachkuppel mit illusionistischen Kassetten aus, zwischen den Tambourfenstern befinden sich allegorische Gruppen mit Hirtenfiguren und Haustieren. Die Stierschädel über den Fenstern des Tambours bilden eine Analogie zum Außenbau und tragen ebenso wie die Hirten eine umlaufende Girlande.
Auch wenn es so anmuten mag, der Hörsaal präsentiert sich heute nicht mehr ganz im ursprünglichen Zustand. Bei einer Restaurierung 1970 übermalte man das Fresko mit Leimfarben. Das Oberlicht wurde durch eine Glasplatte abgedeckt, dort ist eine künstliche Lichtquelle hinzugekommen. Der freie Zugang zum Saal ist heute nicht mehr gegeben, da man einen festen Lesepulteinbau vorgenommen hat. Früher kamen die Studenten von oben zu den Sitzreihen. An der Rückseite des Gebäudes befand sich ein Eingang zu Treppen, die zu den Türen auf der oberen Galerie führten. Die seitlichen Treppen sind neu. Das Hauptportal hingegen war wahrscheinlich den Lehrenden vorbehalten. Die Anlage des Vestibüls ist in weiten Teilen alt, auch die Kandelaber in den Nischen stammen wahrscheinlich aus dem 19. Jahrhundert. Leider fehlt auch der Präparationstisch der Originalausstattung. Mit ihm konnte man die Tiere, die zunächst in das ebenerdige Geschoß angeliefert wurden, über eine Winde halbwegs bequem vom unteren Geschoß in den Hörsaal befördern. Reste der Vorrichtung kann man heute noch im Untergeschoß sehen.
Es gelang Langhans also zu einer gleichsam künstlerisch wie funktional hervorragenden Lösung für die Bauaufgabe zu kommen. Zudem war die Tierarzneischule auch der erste preußische Großbau, der mit einer Bohlenbinderkonstruktion eine innovative Lösung für die Kuppel in die Öffentlichkeit trug. Auf der Akademieausstellung des Jahres 1789 wurde ein Konstruktionsmodell hierfür gezeigt, zusammen mit Modellen zweier anderer Prestigebauten von Langhans: dem Brandenburger Tor und dem Turmhelm der Marienkirche. Der größte Vorteil der Bohlenbinderkonstruktion war die Holzersparnis im Vergleich zu herkömmlichen Dachkonstruktionen, zudem gewann man mehr Platz, da keine eingestellten Dachstützen mehr erforderlich waren. Diese Technik fand viel Aufmerksamkeit bei den zeitgenössischen Architekten und wurde auch in wissenschaftlichen Artikeln propagiert.