El DA2 está asentado sobre el edificio rehabilitado de lo que fue la antigua cárcel provincial, construida en 1930 e inaugurada por Victoria Kent -directora general de prisiones durante el primer periodo de la Segunda República- el 29 de noviembre de 1931. El proyecto de rehabilitación, galardonado con el Premio Regional de Restauración y con el premio ARPA (Asociación de Restauradores del Patrimonio Arquitectónico), es obra del arquitecto Horacio Fernández del Castillo y de su equipo.  Fue inaugurado el 22 de abril de 2002 con motivo de la Capitalidad Cultural Europea. El objetivo era potenciar aquellos valores arquitectónicamente más valiosos del edificio original y eliminar las distintas aportaciones y obras de escasa calidad, con especial énfasis en facilitar una lectura clara al visitante de las transformaciones realizadas al conjunto mediante el contraste en las formas, materiales de fachada y cubierta y modificaciones de las ventanas de las antiguas celdas.

En dicha reforma se intentó respetar la memoria histórica del edificio en algunas de sus salas (como por ejemplo en la sala central, que conserva las puertas de las celdas y la reja de hierro original) y, al mismo tiempo, se han creado nuevos espacios expositivos y de gestión que se adaptan de un modo más funcional a las necesidades programáticas del centro.

Junto al CAEM -Centro de Artes Escénicas- el DA2 es el primer gran contenedor cultural fuera del centro histórico de Salamanca. Con esta ubicación se constata el crecimiento de la propia ciudad y la apertura de la cultura fuera de los límites de la antigua muralla.

El centro tiene una superficie construida de 9.500 m² de los cuales más de 2600 m2 están destinados a salas de exposición, y está dotado con sala de conferencias, biblioteca, tienda, y cafetería - restaurante.