项目设计包括三个大剧场即歌剧院、戏剧场、音乐厅加一个小剧场。
歌剧院舞台机械设备是国家大剧院基建项目采购中投资最大的项目。其不但具有推、移升、降、转的完善功效，可迅速切换背景的换景设备，世界独创的车台交换技术、还设置有可倾斜的芭蕾舞专用台板车台，吊杆、轨道单点吊机、自由单点吊机的数量居海内同类型剧院首位。
戏剧场舞台接纳由镜框式舞台到伸缩式舞台的可变革形式，设有主舞台、左、右辅台和后舞台。主舞台设置的“鼓筒式”转台，由13个升降块、2个升降台组成，既可整体升降又可划分单独升降，这种形式的鼓筒式转台在世界上是唯一的，可以抵达边升降边旋转的舞台效果。奇特的伸出式台唇设计很是切合中国古板戏剧演出的特点。
音乐厅演奏台设在观众厅一侧, 位于音乐厅长轴偏向中后部。演奏台宽22米、深15米，能容120人的乐队演奏。演奏台设有3个升降台, 在演奏台前部设有钢琴升降台。在演奏台后设有可供180人合唱队使用的观众席合唱区。
小剧场接纳尽端式舞台，舞台由两块升降平台组成，可凭据需要整体升降或划分单独升降。舞台背后的两面墙——隔音墙及落地钢化玻璃墙看起来虽然普通，却是“机关巧妙”：这两面墙都可以向左右两端折叠收缩，待完全翻开后面积凌驾500平方米的室外下沉广场便犹如后花园泛起眼前，别有洞天。国家大剧院舞台室外广场既可以作为演出的配景，也可直接作为舞台纳入演出中，室内室外相结合不但大大拓宽了舞台，使演出形式越发灵活多样，也给艺术创作者提供了更大的想象和发挥空间。
