En række af Randers’ historiske bygninger og anlæg er sammen med bygningsværker fra nyere tid med til at fortælle byens historie. På Rådhustorvet, hvor statuen af Niels Ebbesen står, ses Påskesønnernes Gård, byens ældste hus opført omkring 1460 i gotisk stil. Bygningen er opført i røde munkesten i tre stokværk, og søndre gavl er kamtakket). Fra samme periode er Helligåndshuset, Erik Menveds Plads 1, en karakteristisk bygning opført i 1400-tallet. I slutningen af 1800-tallet gennemførtes en omfattende renovering af huset under ledelse af Hack Kampmann. Huset fungerer nu som udstillings- og forsamlingsbygning. Det gamle rådhus fra 1778, tegnet og opført af bygmester Christian Mørup, danner sammen med Sct. Clemens Gaard (tidligere Handelsbankens bygning) fra 1905‑06 og Påskesønnernes Gård en smuk ramme omkring Rådhustorvet. I belægningen på torvet finder man nogle bemærkelsesværdige markeringer. De viser, hvor rådhuset oprindelig har stået, og hvorfra det i 1930 blev flyttet 3 m mod nord for at give plads til bilerne i Rådhusstræde.
Ud over det gamle rådhus er der en række andre markante offentlige bygninger i Randers, fx Anders Kruuses hovedværk, Nørrejyllands Tøjhus, opført 1801‑05 på Udbyhøjvej 30‑38, Statsskolen på Rådmands Boulevard 20, opført 1923‑25 efter tegninger af Hack Kampmann, og Kulturhuset i Stemannsgade 2, tegnet af Flemming Lassen.
Langs byens oprindelige gadeforløb findes mange fine bindingsværkshuse fra 1600- og 1700-tallet. Blandt flere eksempler kan nævnes husene i Vestergrave 42, Vestergrave 48, Brødregade 25, Brødregade 24/26, Nygade 6, Nørregade 7, Von Hattenstræde, Store Kirkestræde 2 samt Vestergade 35.
Randers har altid været en driftig handelsby og var tidligere præget af mange købmandsgårde, hvoraf kun enkelte er tilbage i dag. Købmandsgårdene og det dynamiske handelsliv resulterede i et særligt bygningsmiljø af gårddannelser, baggårde, smutveje og gennemgange. Et eksempel er Niels Ebbesens Gård med Bødkergården, Storegade 11‑13.
Schousgadekvarteret er en fin, homogen nyklassicistisk bebyggelse med mange velholdte huse fra midt i 1800-tallet. Fra perioden sidst i 1800-tallet til begyndelsen af 1900-tallet fremtræder Slyngborgkvarteret, Randers’ brokvarter, som en samlet bebyggelse. Kvarteret består af såvel små arbejderhuse som ejendomme med store herskabslejligheder og er stadig i dag et af de mest befolkningsrige kvarterer i Randers. Betegnende for området er de velproportionerede gaderum med en fortættet bymæssig stemning og en bebyggelse karakteriseret ved homogenitet i materialevalg, en rigdom af detaljer og en fin håndværksmæssig udførelse. Funkisperioden er repræsenteret med en række bygninger beliggende hhv. Nørrebrogade 5a-7a, Gl. Hadsundvej 32a, Hobrovej 45 og 50, Egevangen 9 og Søndergade 3‑5.
I 1960’erne gennemførte kommunen et større gadegennembrud på en strækning fra den tidligere Frederiksplads mod nord til den nuværende Adelgade og mod syd til havnen. Gaden hedder i dag Østervold og fremtræder som et stort, nyt byrum. Østervold er en del af byens centrale akse mellem den historiske bykerne og de nye bydele Thors Bakke og Jens Otto Krags Plads og skal efter planen være forbindelsesled til en kommende ny bydel ved havnen. Langs Østervold er der flere interessante bygningsværker fra 1960’erne, bl.a. er et af dem tegnet af Kay Fisker. Byen rummer også flere interessante erhvervsbygninger. På Langelandsvej 8 ligger erhvervsbygninger for NEG. Micon (senere Vestas) fra 1994 tegnet af Arkitektfirma C.F. Møllers tegnestue, og på Hospitalsgade ligger Nellemann-bygningen, der 2000‑02 blev om- og tilbygget af Kim Bjørn Arkitekter og arkitekt Olaf Damm. Arkitektfirmaet 3XN har tegnet Sparekassen Kronjyllands hovedsæde på Tronholmen 1 fra år 2002. Af nyere boligbebyggelser er de ti byrækkehuse fra slutningen af 1970’erne på Vinkelstræde/Vognmandsgade i midtbyen tegnet af Ejnar Kjerri Rasmussen og Hans Chr. Caspersen. Rækkehusene er bygget i 1½ etage i røde mursten og komplementerer vejens pikstensbelægning godt. Fiskergårdens rækkehusbebyggelse fra 1990’erne på Skytten 72‑136 i den nordøstlige del af byen er tegnet af Caspersen & Krogh Arkitekter, og husene er beliggende på en skråning, så de alle har udsigt over Randers. Det er landskabsarkitekt Torben Schønherr, der har tegnet anlægget omkring husene. Randers Arkitekten står bag etagebebyggelsen på Falbe Hansens Vej 1‑11 fra 2014. To Randersarkitekter, som særlig har sat deres præg på byen, er Jens Peter Jensen Wærum og J.P. Hjersing.
Jensen Wærum er præget af historicismen og er repræsenteret med flere bygninger, der både udtrykker monumentalitet og betoner bygningernes udsmykning; her kan blandt flere nævnes Randers Tekniske Skole fra 1892 (nu en del af Kulturhuset), tilbygningen til det tidligere museum i Fischersgade indviet i 1911 (nedrevet i 1964), Sankt Mortens Menighedshus (i dag Sankt Mortens Hus) fra 1896 på Staldgårdsgade 2, Rytterkasernen på Kasernevej 24 fra 1881 (i dag indrettet til ældreboliger), Voldbrohus fra år 1900 på Blegdammen 2, Søren Møllers Gades Skole fra 1901 på Søren Møllers Gade 2, Handelsbankens bygning fra 1905‑06 på Rådhustorvet og Vandtårnet fra 1905 på Hobrovej 84A.
J.P. Hjersing fulgte i sit virke tidens strømninger, og hans mange byggerier rummer eksempler på træk fra såvel nybarokken, klassicismen, nationalromantikken som funktionalismen. J.P. Hjersing stod bl.a. bag hovedsædet for stål- og VVSfirmaet S.C. Sørensen fra 1930’erne på Søndergade 3‑5, Boligkomplekset Vesterport fra 1934 på Vestergade 66, Sparekassen Kronjyllands bygning fra 1934‑35 på Middelgade 1 samt Randers Centralsygehus bygget i perioden 1940‑54.
