Het stadhuis is omstreeks 1458 gebouwd op de plek van het in 1452 bij de grote stadsbrand afgebrande stadhuis. Het is daarmee een van de oudste stadhuizen van Zeeland. Vermoedelijk was Evert Spoorwater de architect, hoewel ook vaak Andries Keldermans wordt genoemd. De gevel van het gebouw is opgetrokken uit ledesteen (een zandige kalksteen die ten westen van Brussel werd gewonnen). Tholen, dat in 1366 stadsrechten kreeg van heer Jan van Blois, was een van de zeven (later zes) steden met een eigen vertegenwoordiger in de Staten van Zeeland.
Op het gebouw staat een zeskantige toren van 27,5 meter hoog met uurwerk. In 1758 is het natuurstenen bordes geplaatst. In de loop van de jaren zijn aangrenzende panden aangekocht om het gebouw uit te breiden. In de jaren vijftig van de vorige eeuw was er een grote verbouwing en restauratie. Toen is een stenen trap in de vierschaar aangebracht en op de verdieping verdwenen de twee gevangeniscellen. Tot 1979 vergaderde de gemeenteraad in het gebouw, daarna hielden er verschillende instellingen en bedrijven kantoor. Er waren zittingen van het kantongerecht Zierikzee en tot de huidige dag is het oude stadhuis nog trouwlocatie.
Vanaf de zestiende eeuw hangt er een klokkenspel in de toren. Het oorspronkelijke luiklokje Peter, gegoten in 1458, is de oudste beiaardklok van ons land.
