L’edifici actual de les Cavallerisses de la Guàrdia Urbana de Barcelona va ser construït per allotjar la Galeria de Màquines de l’Exposició Universal de 1888. El projecte es va aprovar el mes d’agost de l’any 1887 i el desembre del mateix any, un cop reomplert el fossar de la Ciutadella militar que afectava la parcel·la, es van iniciar les obres de la nau. Com que la planificació de les obres anava justa de temps, l’organització va decidir que dels 150 metres de llargada previstos de la nau únicament se’n construirien 90 metres. De seguida, però, es va veure que l’edifici quedaria petit i el mes de març del 1888 es va començar a edificar la Galeria de Material Mòbil a la parcel·la veïna.

L’edifici es va dissenyar inspirat en el seu homònim de l’Exposició de París de l’any 1855: un espai senzill, llarg i estret on hi havien de cabre les màquines (en funcionament!) que havien fabricat els objectes que s’exposaven al Palau de la Indústria.

La Galeria de Màquines ocupava un espai rectangular en planta (de 90 x 60 m) que s’organitzava en tres naus: una nau central de 24 m d’amplada i dues naus laterals de 18 m d’amplada cadascuna. Es va resoldre amb una estructura metàl·lica de pilars i encavallades (que haguessin permès allargar l’edifici fàcilment si s’hagués optat per aquesta opció) i unes façanes senzilles i funcionals. La façana principal mirava cap al Palau de la Indústria (a l’interior del recinte de la Ciutadella), tenia tres portes amb arcs de mig punt i finestrals semicirculars a sobre i contenia els únics elements decoratius de l’edifici (7 medallons de terra cuita amb escuts a l’interior). Tot i que tota la façana es va construir amb maó, la part inferior es va estucar imitant la pedra i la part superior es va deixar de maó vist. Les façanes laterals, que el projecte contemplava que fossin murs cecs, finalment també disposaven de finestrals semicirculars superiors que, juntament amb 13 claraboies ubicades a la coberta, il·luminaven l’espai interior.

Pel funcionament de les màquines que es mostraven a l’interior, l’empresa de La Maquinista Terrestre i Marítima va fabricar una màquina de vapor que funcionava amb dues calderes (situades en un espai annex que ventilava a través d’una xemeneia). La màquina es va instal·lar al fons de la nau central i el públic també podia veure’n el funcionament: un sistema d’embarrats que transmetia l’energia a través de politges a les màquines ubicades a la nau esquerra (les màquines de la nau dreta es movien directament amb el vapor que rebien per una canonada subterrània).

Després de l’Exposició tant l’entorn com el propi recinte van patir diferents transformacions entre les més actuals, el fet que es va allargar el carrer Wellington fins al passeig de la Circumval·lació. Com a conseqüència d’aquesta intervenció, l’edifici de la Galeria de Màquines es va enderrocar parcialment i sols es van conservar les primeres crugies de la façana principal que son les que avui ocupen les Cavallerisses de la Guàrdia Urbana de Barcelona.