大剧场共设1800座，分三层看台，每层看台间的比例按视觉、听觉各结构的和谐而确定，属"法国式"结构。其中正厅1100座，二层300座，三层400座。座位的配置符合国际第一流剧院的优级配置，使全部观众尽量靠近舞台，从多样化的三维角度观赏演出。其中正厅座位从前排至后排坡高达5米，令视线大为扩展，这种安排也符合矩形观众厅的音响要求。
        大剧场的舞台设施也是世界一流的，它由日本三菱重工株式会社设计、制造, 分为主舞台、后舞台和左右两个侧舞台，可作平移、升降、倾斜、旋转等变换。 其建声要求极高，音响和灯光设备更具独特性能。音响系统选用美国 JBL专业设备 ，灯光系统采用比利时ADB公司的顶级产品。舞台设备全部采用计算机控制，能满足世界上级别最高的剧团的演出要求。
        主舞台提升机分成6块，可上升至+3.6米（第一块可上升至1米），可下降至-3.6米（第一块可降至-6.8米），最大地板倾斜角度10度。提升机升降速度从1.8米-18米/分可调。左右侧舞台小车各分成4块，可分别移动至主舞台位置，移动速度从1.8米-18米/分可调。
　　后舞台带有一个直径为17米的旋转环和一个直径为10米的旋转盘，小车移动速度1.8米-18米/分可调。
　　旋转体的转速从0.1-1转/分可调。整个舞台的动载荷为250千克/米2。
　　舞台表面地板采用美国进口的扁柏木材，整个地板富有弹性，能适用于各种演出需要。主舞台地板共分二层，二层地板之间的距离为3.6米，设有54个特技表演口。剧院还备有专门用于芭蕾舞演出的弹性木地板和地胶布。
        大剧场共有82根电动吊杆，分布在舞台各区域，其中主舞台区域58根。这些吊杆可按预先编排的程序自动运行，能满足各种演出场景的需要。
        上海大剧院的音响选用了世界上最先进的设备组合而成，它采用了立体声的集中式和分散式相结合的扩声方式，分左、中、右三通道，上、中、下三层分布。
        40多只音箱以各种不同的角度射向观众席，使声场分布均匀；舞台四周设有7只传声器接线盒，可随意连接；调音台分为控制室调音台、现场调音台、舞台反送调音台，可根据需要灵活应用；观众席混响时间用可调式帘子调节，混响时间为1.3-1.9秒可调，以满足各种演出的需要。