Este edificio para exhibiciones cinematográficas con un "gran café" en el sótano bajo el patio de butacas, fue encargado por la empresa del Cine San Miguel al joven arquitecto Luis Gutiérrez Soto sobre un solar muy alargado de planta trapezoidal en el encuentro de la plaza del Callao con la calle de Jacometrezo, que se recortó mediante la construcción en el extremo más alejado de un edificio de oficinas con zócalo comercial, cinco plantas y sotabanco retranqueado , cuya mayor altura permitía además aprovechar su medianera para apoyar la pantalla de un cine abierto situado sobre la cubierta; desconocemos el proceso administrativo que siguió la construcción, aunque los primeros planos datan de enero de 1926, mientras que la decoración definitiva aparece ya representada en una sección fechada en junio siguiente, en la que sorprendentemente se prescinde de la sala subterránea.
El acceso de público se efectuaba por un gran portal frente a la plaza con una escalinata que permitía superar el desnivel provocado por la inclinación del patio de butacas , aunque a su izquierda se abría una segunda puerta que permitía acceder directamente a una de las dos escaleras laterales, por la que el público podía subir al anfiteatro o al cine de verano de la terraza, o descender al café subterráneo, al que no llegaba su homóloga correspondiente al torreón de esquina, estando su lugar ocupado por la barra del bar. Este café contaba también con su propio escenario para la orquesta, dispuesto en ábside y flanqueado por las puertas de paso a la bodega, las instalaciones y la cocina, en cuyo fondo se situaban los aseos de empleados, ventilados a través del patio del edificio de oficinas del fondo; adosándose los del público a otro pequeño patio de luces junto a la medianería lateral, que aprovechaba un extraño resalte del solar.
Esta ubicación se repetía en los pisos superiores, provocando el desplazamiento del eje de la sala respecto a la fachada, aunque la irregularidad sólo se hacía patente en el vestíbulo y Gutiérrez Soto la solventaba con facilidad mediante recursos decorativos. El "gran foyer" para descanso del público de doble altura se situaba en la planta primera y se ampliaba aprovechando el espacio residual creado por la fuerte inclinación del anfiteatro, que permitía además volar sobre el patio de butacas un curioso "salón de té" con cinco balcones abiertos directamente a la sala , flanqueado por los pasillos de paso a las butacas delanteras, aunque también tenía acceso por dos puertas abiertas a la galería del segundo piso, entre la cabina de proyección y seis pequeños palcos traseros. Por encima de este nivel ya sólo aparecía la cámara generada por el gran canto de las jácenas de hormigón empleadas para salvar el vano de la sala, y el cine al aire libre de la azotea.
En cuanto al edificio comercial del fondo, en planta baja se repartía entre una tienda con escaparate a la calle de Jacometezo y su propio almacén en el sótano, y un portal con la escalera y el ascensor al fondo, que permitía bajar a las instalaciones del cine o subir a los seis pisos superiores, con dos habitaciones exteriores, y una tercera dando al patio de luces antes citado, flanqueado por los aseos y la escalera.
Para la fachada, el primerizo Gutiérrez Soto buscó su inspiración en el Real Cinema de Teodoro de Anasagasti Algán que junto con el Monumental Cinema del mismo arquitecto, era la única sala de cine concebida a esta escala en la capital, pues el Palacio de la Música no se había concluido , de donde toma no sólo el motivo del torreón de esquina iluminado como un faro para atraer la atención del viandante, sino también el del gran fanal que le da respuesta sobre la cornisa, multiplicado aquí a ambos lados de aquél por contar con igual visibilidad las dos fachadas. Aunque la delicada decoración tardomodernista de la obra de Anasagasti se sustituye en este caso por un vigoroso estilo bautizado art decò por la gran Exposición Internacional de Artes Decorativas que Gutiérrez Soto había visitado en París el año anterior, y que consideró como una alternativa adecuada para crear un conjunto "discreto y armónico" con "la perfecta expresión y carácter de moderno edificio de espectáculos" pero sin "seguir estilo alguno determinado", sólo "buscando la monumentalidad y elegancia que su emplazamiento exige en la sencillez de sus líneas y en la debida proporción de sus elementos clásicos, zócalo, fuste, friso y coronamiento". El primero se resuelve con un almohadillado sobre el que se recortan los recuadros destinados a acoger la cartelería y las puertas de la sala, estando la de acceso protegida por una marquesina volada de hierro y cristal colgada de cuatro tensores. Sobre ésta se dibuja un entrepaño rehundido y levemente convexo perforado por tres ventanales rasgados coronados por óculos que corresponden a los huecos de iluminación del foyer y la galería superiores , y enmarcado por dos resaltes que se prolongan sobre la cornisa en sendos pilonos escalonados a los lados de un soporte para carteles ejecutado en celosía metálica. Los paramentos de este cuerpo se subdividen mediante recuadros revestidos de un esgrafiado continuo con jarrones y surtidores estilizados similares a los dibujos de brocados que el gran diseñador francés Jacques Émile Ruhlmann prodigaba en sus interiores ; mientras que el cuerpo de coronación delimitado entre una imposta inferior y la cornisa de remate, en coincidencia con el vestíbulo de desembarco de las escaleras y la cabina de proyección de la azotea, se reparte en ventanas y cartelas separadas por cornucopias en bajorrelieve.
La fachada lateral, articulada con la anterior mediante una esquina redondeada coronada por el torreón ya citado, presenta una disposición similar, aunque la simetría generada en torno a éste se va disolviendo con la lejanía, adaptando su modulación al ritmo impuesto por las cuatro puertas de salida inferiores, que generan en el cuerpo principal cuatro paños decorados con óculos fingidos, que en la coronación, a la altura de la terraza, se corresponden con los vanos de una pérgola abierta que permite prolongar la cornisa hasta enlazar con la del edificio comercial del extremo.
En cuanto a la ornamentación interior, tanto la "decoración pictórica, como la escultórica y todos los detalles decorativos, muebles, cerrajería, lámparas, ascensores, telón, colorido, y su originalísima iluminación" fueron "ejecutados conforme a los planos, dibujos y única dirección" de Gutiérrez Soto; encargándose de realizar las pinturas que ornamentaban las paredes de la sala el artista austriaco Slavi Soucek con la colaboración de su colega bávaro Albert Ziegler.
En marzo de 1926 ya estaban iniciados los trabajos, que según la prensa de la época se ejecutaron en poco más de siete meses; encargándose la empresa Valentín Vallhonrat, S.A. Estudios y Construcciones de Ingeniería de la ejecución de la estructura de hormigón armado por un presupuesto de 900.000 ptas, aunque el coste total se elevó finalmente a 1.800.000 ptas, que subían a 4.000.000 ptas si se sumaba el del solar. La sala, con un aforo de 1.300 espectadores (840 en el patio de butacas y 460 en el anfiteatro), se inauguró el 11 de diciembre de 1926 sólo dos semanas más tarde que el Palacio de la Música con la proyección de la película muda "en tres jornadas y quince partes" Luis Candelas, o el bandido de Madrid, dirigida por Armand Guerra (nombre artístico de José María Estibalis Calvo); sirviendo el 17 de octubre del año siguiente para realizar una demostración de Fonofilm con "las películas habladas y musicales" Danza de primavera, Rapsodia húngara, la ópera Rigoletto, y el cuplé Conchita y una jota aragonesa por Concha Piquer, aunque hasta el 13 de junio de dos años después no se estrenó aquí la primera cinta sonora de la historia: El cantor de Jazz (The Jazz singer), dirigida por Alan Crosland en 1927, convirtiendo al Cine Callao en el pionero del cine sonoro en nuestro país; título que confirmó el 21 de mayo de 1930 con la exhibición de El cuerpo del delito, una adaptación de la película norteamericana The Benson murder case dirigida por Frank Tuttle ese mismo año, que fue rodada con actores españoles por los directores Cyril Gardner y A. Washington Pezet en los estudios hollywoodienses de la Paramount, y se considera la primera cinta hablada en español.
En una oficina del edificio trasero instaló el propio Gutiérrez Soto poco después su estudio, en el que empleó un estilo racionalista muy diferente del utilizado en el cine, presagiando obras futuras como el Bar Chicote del nº 12 de la misma Gran Vía; mientras que en otras plantas encontraron acomodo la redacción de la revista Radio Sport, la Academia Fides especializada en "derecho y arquitectura", y la Federación Castellana de Natación y el Club Deportivo Canoe.
Tras este primer ensayo, Gutiérrez Soto se convirtió en uno de los mayores especialistas en la nueva tipología "cinematográfica", construyendo no menos de veintitrés cines por todo el país incluido el Rex en el nº 43 de la propia Gran Vía , y reformando otros seis; a los que hay que sumar este mismo Cine Callao, cuya decoración actualizó en 1946, ocultando las molduraciones originales de la sala bajo extravagantes cortinones de escayola de un surrealismo vagamente "daliniano" que actuaban como candilejas luminosas mediante la inclusión de un cordón de luz perimetral, al tiempo que eliminaba las espectaculares lámparas de cristal del techo para sustituirlas por un sofito luminoso que se repetía bajo el piso de anfiteatro, cerrando así su singular comunicación con el bar.
Aún más tarde, el café del sótano fue convertido en la discoteca Xenon, bautizada así en referencia a tres efímeras luminarias colocadas en la plaza del Callao con lámparas de descarga de gas xenon de 26.000 W de potencia , que la prensa de la época bautizó como "el Sol artificial", y que vinieron a sustituir en 1962 a la monumental farola art decò con basamento escalonado de piedra y cuádruple fuste de fundición que hasta entonces centraba la plaza, y que probablemente había sido diseñada por el arquitecto José López Sallaberry, coautor del proyecto de apertura de la nueva vía y creador de sus singulares farolas, que hoy sólo conocemos por los planos del propio Sallaberry y antiguas fotografías.
Lamentablemente, también el cine ha sufrido muchos daños, perdiendo el basamento almohadillado original bajo un desafortunado placado de granito pulido, así como numerosos elementos funcionales y decorativos: la marquesina en "ala de mosca" colgada sobre la puerta de entrada, la pareja de figuras femeninas que flanqueaban el paño central sobre áquella oculto perpetuamente tras un cartel anunciador y su homóloga de la calle de Jacometrezo, los cuatro jarrones en bajorrelieve y otros tantos florones que decoraban el cuerpo de coronación, y sus equivalentes en la base del torreón que ha perdido también los cristales de las vidrieras que cerraban sus vanos, aunque se conserva la estructura que las sostenía , las tres máscaras teatrales de los pilonos, los tres faroles que descansaban sobre la cornisa, y el escudo que ocupaba el tímpano creado en la esquina por el recorte del esgrafiado, que pierde su sentido sin él.