Ybl Miklóst a belügyminiszter 1874. április 28-án keltezett levelében bízta meg végleges tervek elkészítésével, amit ő el is fogadott május 1-jén kelt válaszlevelében. Az Operaház építési programját Podmaniczky Frigyes, a tervpályázat bíráló bizottságának elnöke, a Fővárosi Közmunkák Tanácsának alelnöke adta meg. Ennek kitételei voltak például a kocsifeljáró kiépítése a főhomlokzaton, a főhomlokzat neoreneszánsz stílusban épüljön meg, a lábazat kőből készüljön, az épületet díszítő szobrok ne gipszből és cementből hanem kőből vagy terrakottából készüljenek stb. Az építési bizottságban a kormányt Ribáry József, a főudvarmesteri hivatalt Supp Ferenc királyi várkapitány, a fővárost Gerlóczy Károly alpolgármester s egyben a Képzőművészeti Tanács elnöke, a Fővárosi Közmunkák Tanácsát Szumrák Pál, a Nemzeti Színházat Szigligeti Ede igazgató, a mérnökegyletet Weber Antal építész képviselte. A jogtanácsos Ország Sándor lett, a műszaki ellenőrzést Zofahl Gusztáv közmunkatanácsi főmérnök teljesítette, majd 1877-ben bekövetkezett halála után Szilágyi Lajos, közmunkatanácsi segédmérnök. Az Operaház építési bizottságának feladatait, eljárási szabályzatát Bittó István miniszterelnök hagyta jóvá. Az építési engedélyt Ybl Miklós terveire 1875. augusztus 28-án adta meg a fővárosi tanács 30089/75 számon, a Fővárosi Közmunkák Tanácsa előzetes kedvező véleménye alapján.

Versenytárgyalást hirdettek a különböző munkálatot elvégzésére. Podmaniczky ragaszkodott hozzá, hogy az Operaház építésénél magyar iparosok és művészek dolgozzanak, így a kőműves munkákat Hofhauser Lajos vállalkozó, az ács és asztalos munkákat Neuschloss Károly és fia, a szegecselt acéltartókat, kiváltókat és pilléreket, a páholyok és a proscenium öntöttvas oszlopait Oetl Antal gyára készítette, a Schlick gyár állította elő a kötővasakat, a proscenium vasfüggönyét és a színpadgépezetet, a tűzbiztos ajtókat és díszlakatos munkákat pedig Jungfer Gyula gyára. Az épületet díszítő szobrokat Marchenke Vilmos alkotta. A homlokzat építéséhez felhasznált követ a Sóskúti Kőbánya Rt. szállította, míg a lábazatok, az ajtó- és ablakkeretek alapanyagát a Besztercebányai Kőbánya Társulat szállította. A márványokat Seenger Béla és egy trieszti cég, az Esercizio Cava Romana szállította. Szintén Olaszországból érkeztek a márványoszlopok (a világosak neve giallo di Siena, a sötéteké pedig rosso di Francia). A belső terek mennyezeteinek stukkózási munkáira Fink Péterrel kötöttek szerződést, a díszítőfestésre pedig Scholtz Róberttel.

Az épületgépészeti berendezések a kor színvonalán álltak. A padláson víztározó medencéket építettek ki, az úgynevezett záporberendezés megtáplálására tűz esetén. A fűtést gőzzel és kályhák segítségével oldották meg, a nézőtérnek pedig modern szellőzőberendezést építettek. A világítást légszeszcsillárokkal kívánták megoldani. Ennek megfelelően 1881-ben a légszeszvezeték főhálózatát meg is építették az egész épületben. Az elektromos világítás is ugyanebben az időben jelent meg, és előnyeit az építőbizottság hamar felismerte, de a légszesz vezetékek már elkészültek. Az épületet teljes egészében azonban csak 1895-ben szerelték át villanyvilágításra, úgy, hogy a gázcsövekbe behúzták az elektromos vezetékeket. Ezen munkálatokat a Ganz cég végezte. Mivel az áramfejlesztő gépeket nem lehetett az épületben elhelyezni, azokat a Hajós utca 3. alatti épületben szerelték fel.

A színpadtechnikai berendezéseket is a kor színvonalán építették meg. Ezeknek terveit Dorogi Károly a Nemzeti Színház főgépésze készítette el, de miután a bécsi Ringtheater 1881. december 8-án leégett, átdolgozták azokat. Az új terveket Rudolf Gyula készítette. A berendezéseket az Asphaleia színházépítő társaság végezte közreműködve a Schlick öntödével és gépgyárral. Az Asphaleia társaság szabadalma, a vízhidraulikával működő színpadgépezet Josef Kautzky díszlettervező szcenikus és Robert Gwinner munkája volt. Elterjedését a bécsi Ringtheater tűzkatasztrófája segítette, mert előtérbe helyezte a színházak tűzbiztonságának fontosságát. Attól kezdve például előnyösnek tartották a színházépítésben a nézőtéri szinthez csatlakozó erkélyeket a homlokzaton, mert ezek a mentést megkönnyítik. Ezt a rendszert a világon elsőként a budapesti Operaházban alkalmazták. A berendezés – azon kívül, hogy szerkezetéből a gyúlékony faanyagot kiküszöbölték és helyette vasat használtak – lehetőség szerint megoldotta, hogy a díszlet és színpadmezők mozgatását – kézi erő helyett – hidraulikus hengerek végezzék, egységesen és áttekinthetően, egy-egy pontról vezérelten. A szerkezetek mozgatására a vízierőt használták, ez újításnak számított, hiszen a 19. század közepéig gyártott színpadi gépezetek kézi erővel működtek. A budapesti Operaház színpadgépezetéhez még két, a világon először itt alkalmazott megoldás tartozott. Az egyik a körhorizont függöny hidraulikus mozgatása volt, az addig szokásos felcsavarás helyett. Ily módon a körhorizont függönyt olyan magasra lehetett felhúzni, hogy bármely díszletet állítva tudták a színpadra juttatni. A másik újdonság a színpad két hátsó sarkában a hidraulikus teherfelvonó volt, amely a süllyesztőt és a negyedik emeletet kötötte össze, bútor, jelmez és kellékszállítás céljából.

Az építkezést anyagi gondok kísérték már az első naptól kezdődően. 1879-től évente maximálisan 200 000 forintot lehetett felhasználni, noha az építési bizottság minden éves jelentésében szorgalmazta, hogy pótolják ezt. Az építkezés elhúzódása elkeseredést, elégedetlenséget okozott, sőt Podmaniczky az építkezés leállításával is fenyegetőzött. A tervezet szerint az épületet 1883-ra kellett volna befejezni. Tisza Kálmán, az akkori miniszterelnök, az építkezés befejezését végül 1884 nyarára tűzte ki, és ennek megvalósítása érdekében a korábbi éves hitelkeretnek a háromszorosát folyósították. Az épület végül 1884. szeptember 27-én nyitotta meg kapuit a nagyközönség előtt.