總辦公室為台北機廠的行政中心,其一、二樓分屬不同時代興建,屋頂設有醒目的「臺北機廠」四個大字,是機廠的重要門面。
總辦公室在建廠之初稱為工場事務所,負責人事、會計等行政事務。起初僅為一層樓的鋼筋混凝土建築,戰後因行政單位空間不敷使用,於1966年增建二樓。一樓建築平面呈L型,二樓呈I型,長邊約75.18公尺,短邊約29.28公尺,位於南側的走廊寬約2.6公尺。外牆為洗石子,走廊及室內地坪皆使用磨石子材質,但於廠長及副廠長辦公室鋪設木地板,牆上並有木作飾板。
從總辦公室的建築細節可看出不同的時代風格,啟用於1935年的一樓,設計了壁飾及非必要支撐結構的拱樑,呈現裝飾風藝術(Art Deco)風格;1966年增建的二樓,皆為水平梁,則呈現簡約實用的現代主義風格,屋頂版構造也採用美援時期常用的點焊鐵網空心磚,而非如一樓全以鋼筋混凝土澆灌而成。
總辦公室除了做為行政中心外,過去曾是台北機廠的正門,門牌為市民大道五段48號。正門口設有車寄,貴賓車輛可經由車道直接行駛到總辦公室門口;日本時代在前庭設置速水和彥技師銅像,戰後將銅像拆下置於文物室,遷廠後已移至富岡基地保存,僅留下銅像基座。
一樓廠長辦公室的會客空間地坪鋪設木地板,室內設有洗手台供整理儀容之用,為避免潮濕,於洗手台牆面鋪設磁磚。一樓的窗戶皆為日本時代使用至今的重錘窗,透過隱藏在窗框內的重力錘與窗戶重量達到平衡,讓窗戶停留在任意高度。二樓初建時也採用重錘窗,後再改為左右橫移窗。