Se trata de una plaza porticada de planta rectangular, de 129 metros de largo por 94 metros de ancho, que está completamente cerrada por edificios de viviendas de tres plantas, con 237 balcones en total que dan a la plaza.
Dispone de nueve puertas de acceso, de las cuales la más conocida es la del Arco de Cuchilleros, en la esquina suroeste de la plaza. En el centro del lado norte de la plaza se levanta la Casa de la Panadería y enfrente suyo, en el lado sur, la Casa de la Carnicería. En los soportales, sostenidos por pilares de granito, se alojan numerosos comercios de hostelería, por ser un importante punto turístico de Madrid, así como tiendas de coleccionismo, filatelia y numismática.
La estatua ecuestre de Felipe III que se encuentra en el centro de la Plaza Mayor fue comenzada por el escultor italiano Juan de Bolonia (Giambologna) y terminada por su discípulo Pietro Tacca en 1616. Fue regalada al Rey español por el entonces Gran Duque de Florencia, estando inicialmente situada en la Casa de Campo. En 1848 la Reina Isabel II ordena su traslado desde su emplazamiento anterior a la Plaza Mayor.