Entre 1919 et 1922, Victor Horta travaille et retravaille ses plans. Dans son projet de 1919, le Palais des Beaux-Arts se décline sur trois niveaux : un sous-sol où se situerait une grande salle de concert, un niveau intermédiaire dont l’éclairage latéral convient aux expositions de sculpture, d’architecture et de gravure, et enfin, un niveau supérieur à éclairage zénithal, dédié aux œuvres picturales et aux arts décoratifs.
« L’esprit qui avait présidé à cette composition partait du principe que l’ensemble d’un édifice d’exposition devait se rapprocher suivant la dimension des œuvres exposées : grandes, moyennes ou petites, avec des éclairages divers, des relais pour la sculpture et, par surcroît, une salle de concert, autant que le permettait l’importance des salles d’exposition, but essentiel de la construction . »
Cependant, ce projet sera revu, délaissant les monumentalité du projet initial au profit d’une dimension fonctionnelle, mais esthétique. « Le manque de fonds, la configuration du terrain, les servitudes de vue, et la nécessité de faire œuvre utilitaire plutôt qu’une œuvre somptuaire, ont déterminé le caractère que prendra l’ensemble de ces bâtiments. », explique l’architecte dans une interview pour L’étoile belge.
Dès novembre 1921, Henry Le Bœuf s’investit lui aussi dans la conception du bâtiment. À côté de la gestion administrative du projet, il s’entretient régulièrement avec Horta au sujet des plans. En août 1922, après des mois de collaboration, la version définitive des plans est achevée.